JavaScripti selgesõnaline ressursihaldus: `using` ja `await using` lausete meisterlik kasutamine

Pidevalt arenevas JavaScripti arendusmaailmas on ressursside tõhus haldamine ülimalt oluline. Olenemata sellest, kas tegelete failiviidetega, võrguühendustega, andmebaasitehingutega või mõne muu välise ressursiga, on nõuetekohase puhastamise tagamine ülioluline mälulekete, ressursside ammendumise ja rakenduse ootamatu käitumise vältimiseks. Ajalooliselt on arendajad selle saavutamiseks tuginenud mustritele nagu try...finally plokid. Kuid kaasaegne JavaScript, mis on inspireeritud teistes keeltes leiduvatest kontseptsioonidest, tutvustab selgesõnalist ressursihaldust lausete using ja await using kaudu. See võimas funktsioon pakub deklaratiivsemat ja robustsemat viisi vabastatavate ressursside käsitlemiseks, muutes teie koodi puhtamaks, turvalisemaks ja prognoositavamaks.

Vajadus selgesõnalise ressursihalduse järele

Enne kui süveneme using ja await using spetsiifikasse, mõistame, miks selgesõnaline ressursihaldus on nii oluline. Paljudes programmeerimiskeskkondades olete ressursi omandamisel vastutav ka selle vabastamise eest. Selle tegemata jätmine võib põhjustada:

• Ressursilekked: Vabastamata ressursid tarbivad mälu või süsteemi viiteid, mis võivad aja jooksul koguneda ja halvendada jõudlust või isegi põhjustada süsteemi ebastabiilsust.
• Andmete riknemine: Lõpetamata tehingud või valesti suletud ühendused võivad põhjustada ebajärjekindlaid või rikutud andmeid.
• Turvaauke: Avatud võrguühendused või failiviited võivad mõnes olukorras kujutada endast turvariske, kui neid ei hallata nõuetekohaselt.
• Ootamatu käitumine: Rakendused võivad käituda ebakorrapäraselt, kui nad ei suuda uusi ressursse omandada, kuna olemasolevaid pole vabastatud.

Traditsiooniliselt kasutasid JavaScripti arendajad mustreid nagu try...finally plokk, et tagada puhastusloogika täitmine, isegi kui try plokis ilmnesid vead. Vaatleme levinud stsenaariumi failist lugemisel:

            function readFileContent(filePath) {
  let fileHandle = null;
  try {
    fileHandle = openFile(filePath); // Eeldame, et openFile tagastab ressursiviite
    const content = readFromFile(fileHandle);
    return content;
  } finally {
    if (fileHandle && typeof fileHandle.close === 'function') {
      fileHandle.close(); // Veenduge, et fail on suletud
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kuigi see muster on tõhus, võib see muutuda sõnaohtraks, eriti mitme ressursi või pesastatud operatsioonidega tegelemisel. Ressursside puhastamise eesmärk on mõnevõrra peidetud kontrollvoo sisse. Selgesõnaline ressursihaldus püüab seda lihtsustada, muutes puhastamise eesmärgi selgeks ja otseselt seotuks ressursi ulatusega.

Vabastatavad ressursid ja `Symbol.dispose`

Selgesõnalise ressursihalduse aluseks JavaScriptis on vabastatavate ressursside kontseptsioon. Ressurssi peetakse vabastatavaks, kui see rakendab spetsiifilist meetodit, mis teab, kuidas ennast puhastada. See meetod identifitseeritakse tuntud JavaScripti sümboliga: Symbol.dispose.

Iga objekti, millel on meetod nimega [Symbol.dispose](), peetakse vabastatavaks objektiks. Kui using või await using lause väljub ulatusest, milles vabastatav objekt deklareeriti, kutsub JavaScript automaatselt välja selle [Symbol.dispose]() meetodi. See tagab, et puhastustoimingud tehakse prognoositavalt ja usaldusväärselt, olenemata sellest, kuidas ulatusest väljutakse (normaalne lõpetamine, viga või return lause).

Oma vabastatavate objektide loomine

Saate luua oma vabastatavaid objekte, rakendades [Symbol.dispose]() meetodit. Loome lihtsa `FileHandler` klassi, mis simuleerib faili avamist ja sulgemist:

            class FileHandler {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    console.log(`Fail \"${this.name}\" avati.`);
    this.isOpen = true;
  }

  read() {
    if (!this.isOpen) {
      throw new Error(`Fail \"${this.name}\" on juba suletud.`);
    }
    console.log(`Loen failist \"${this.name}\"...`);
    // Sisu lugemise simuleerimine
    return `Faili ${this.name} sisu`;
  }

  // Oluline puhastusmeetod
  [Symbol.dispose]() {
    if (this.isOpen) {
      console.log(`Sulen faili \"${this.name}\"...`);
      this.isOpen = false;
      // Teostage siin tegelik puhastus, nt failivoo sulgemine, viite vabastamine
    }
  }
}

// Näide kasutamisest ilma 'using' lauseta (kontseptsiooni demonstreerimiseks)
function processFileLegacy(filename) {
  let handler = null;
  try {
    handler = new FileHandler(filename);
    const data = handler.read();
    console.log(`Loetud andmed: ${data}`);
    return data;
  } finally {
    if (handler) {
      handler[Symbol.dispose]();
    }
  }
}

// processFileLegacy('example.txt');

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites on `FileHandler` klassil [Symbol.dispose]() meetod, mis logib sõnumi ja seab sisemise lipu. Kui me kasutaksime seda klassi using lausega, kutsutaks [Symbol.dispose]() meetod automaatselt välja, kui ulatus lõpeb.

Lause `using`: Sünkroonne ressursihaldus

Lause using on mõeldud sünkroonsete vabastatavate ressursside haldamiseks. See võimaldab teil deklareerida muutuja, mis vabastatakse automaatselt, kui plokist või ulatusest, milles see deklareeriti, väljutakse. Süntaks on lihtne:

            {
  using resource = new DisposableResource();
  // ... kasuta ressurssi ...
}
// resource[Symbol.dispose]() kutsutakse siin automaatselt välja

            

              
                Copy
              
            
          

Refaktoreerime eelmise failitöötluse näite, kasutades using lauset:

            function processFileWithUsing(filename) {
  try {
    using file = new FileHandler(filename);
    const data = file.read();
    console.log(`Loetud andmed: ${data}`);
    return data;
  } catch (error) {
    console.error(`Tekkis viga: ${error.message}`);
    // FileHandleri [Symbol.dispose]() kutsutakse siin ikkagi välja
    throw error;
  }
}

// processFileWithUsing('another_example.txt');

            

              
                Copy
              
            
          

Pange tähele, kuidas try...finally plokk ei ole enam vajalik `file` vabastamise tagamiseks. Lause using tegeleb sellega. Kui ploki sees tekib viga või kui plokk lõpeb edukalt, kutsutakse välja file[Symbol.dispose]().

Mitu `using` deklaratsiooni

Saate deklareerida mitu vabastatavat ressurssi samas ulatuses, kasutades järjestikuseid using lauseid:

            function processMultipleFiles(file1Name, file2Name) {
  using file1 = new FileHandler(file1Name);
  using file2 = new FileHandler(file2Name);

  console.log(`Töötlen faile ${file1.name} ja ${file2.name}`);
  const data1 = file1.read();
  const data2 = file2.read();
  console.log(`Loetud: ${data1}, ${data2}`);

  // Kui see plokk lõpeb, kutsutakse esimesena välja file2[Symbol.dispose](),
  // seejärel kutsutakse välja file1[Symbol.dispose]().
}

// processMultipleFiles('input.txt', 'output.txt');

            

              
                Copy
              
            
          

Oluline aspekt, mida meeles pidada, on vabastamise järjekord. Kui samas ulatuses on mitu using deklaratsiooni, kutsutakse nende [Symbol.dispose]() meetodid välja nende deklareerimise vastupidises järjekorras. See järgib LIFO (Last-In, First-Out) põhimõtet, sarnaselt sellele, kuidas pesastatud try...finally plokid loomulikult lahti harutaksid.

`using` kasutamine olemasolevate objektidega

Mis siis, kui teil on objekt, mille kohta teate, et see on vabastatav, kuid mida ei deklareeritud using lausega? Saate kasutada using deklaratsiooni koos olemasoleva objektiga, eeldusel, et see objekt rakendab [Symbol.dispose](). Seda tehakse sageli ploki sees, et hallata funktsioonikutsest saadud objekti elutsüklit:

            function createAndProcessFile(filename) {
  const handler = getFileHandler(filename); // Eeldame, et getFileHandler tagastab vabastatava FileHandleri
  {
    using disposableHandler = handler;
    const data = disposableHandler.read();
    console.log(`Töödeldud: ${data}`);
  }
  // disposableHandler[Symbol.dispose]() kutsutakse siin välja
}

// createAndProcessFile('config.json');

            

              
                Copy
              
            
          

See muster on eriti kasulik API-dega tegelemisel, mis tagastavad vabastatavaid ressursse, kuid ei pruugi tingimata nõuda nende kohest vabastamist.

Lause `await using`: Asünkroonne ressursihaldus

Paljud kaasaegsed JavaScripti operatsioonid, eriti need, mis hõlmavad I/O-d, andmebaase või võrgupäringuid, on oma olemuselt asünkroonsed. Nende stsenaariumide puhul võivad ressursid vajada asünkroonseid puhastusoperatsioone. Siin tulebki mängu lause await using. See on mõeldud asünkroonselt vabastatavate ressursside haldamiseks.

Asünkroonselt vabastatav ressurss on objekt, mis rakendab asünkroonset puhastusmeetodit, mida identifitseerib tuntud JavaScripti sümbol: Symbol.asyncDispose.

Kui await using lause väljub asünkroonselt vabastatava objekti ulatusest, ootab JavaScript automaatselt selle [Symbol.asyncDispose]() meetodi täitmist (await). See on ülioluline operatsioonide jaoks, mis võivad hõlmata võrgupäringuid ühenduste sulgemiseks, puhvrite tühjendamist või muid asünkroonseid puhastustoiminguid.

Asünkroonselt vabastatavate objektide loomine

Asünkroonselt vabastatava objekti loomiseks rakendate [Symbol.asyncDispose]() meetodi, mis peaks olema async funktsioon:

            class AsyncFileHandler {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    console.log(`Asünkroonne fail \"${this.name}\" avati.`);
    this.isOpen = true;
  }

  async readAsync() {
    if (!this.isOpen) {
      throw new Error(`Asünkroonne fail \"${this.name}\" on juba suletud.`);
    }
    console.log(`Asünkroonselt loen failist \"${this.name}\"...`);
    // Simuleeri asünkroonset lugemist
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
    return `Faili ${this.name} asünkroonne sisu`;
  }

  // Oluline asünkroonne puhastusmeetod
  async [Symbol.asyncDispose]() {
    if (this.isOpen) {
      console.log(`Sulen asünkroonselt faili \"${this.name}\"...`);
      this.isOpen = false;
      // Simuleeri asünkroonset puhastusoperatsiooni, nt puhvrite tühjendamine
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
      console.log(`Asünkroonne fail \"${this.name}\" on täielikult suletud.`);
    }
  }
}

// Näide kasutamisest ilma 'await using' lauseta
async function processFileAsyncLegacy(filename) {
  let handler = null;
  try {
    handler = new AsyncFileHandler(filename);
    const content = await handler.readAsync();
    console.log(`Asünkroonselt loetud andmed: ${content}`);
    return content;
  } finally {
    if (handler) {
      // Peab ootama asünkroonset vabastamist, kui see on asünkroonne
      if (typeof handler[Symbol.asyncDispose] === 'function') {
        await handler[Symbol.asyncDispose]();
      } else if (typeof handler[Symbol.dispose] === 'function') {
        handler[Symbol.dispose]();
      }
    }
  }
}

// processFileAsyncLegacy('async_example.txt');

            

              
                Copy
              
            
          

Selles `AsyncFileHandler` näites on puhastusoperatsioon ise asünkroonne. `await using` kasutamine tagab, et see asünkroonne puhastus oodatakse nõuetekohaselt ära.

`await using` kasutamine

Lause await using töötab sarnaselt lausega using, kuid on mõeldud asünkroonseks vabastamiseks. Seda tuleb kasutada async funktsiooni sees või mooduli tipptasemel.

            async function processFileWithAwaitUsing(filename) {
  try {
    await using file = new AsyncFileHandler(filename);
    const data = await file.readAsync();
    console.log(`Asünkroonselt loetud andmed: ${data}`);
    return data;
  } catch (error) {
    console.error(`Tekkis asünkroonne viga: ${error.message}`);
    // AsyncFileHandleri [Symbol.asyncDispose]() oodatakse siin ikkagi ära
    throw error;
  }
}

// Näide asünkroonse funktsiooni kutsumisest:
// processFileWithAwaitUsing('another_async_example.txt').catch(console.error);

            

              
                Copy
              
            
          

Kui await using plokist väljutakse, ootab JavaScript automaatselt file[Symbol.asyncDispose]() ära. See tagab, et kõik asünkroonsed puhastustoimingud on lõpule viidud enne, kui täitmine plokist edasi liigub.

Mitu `await using` deklaratsiooni

Sarnaselt using lausega saate samas ulatuses kasutada mitut await using deklaratsiooni. Vabastamise järjekord jääb LIFO (Last-In, First-Out):

            async function processMultipleAsyncFiles(file1Name, file2Name) {
  await using file1 = new AsyncFileHandler(file1Name);
  await using file2 = new AsyncFileHandler(file2Name);

  console.log(`Töötlen asünkroonselt faile ${file1.name} ja ${file2.name}`);
  const data1 = await file1.readAsync();
  const data2 = await file2.readAsync();
  console.log(`Asünkroonselt loetud: ${data1}, ${data2}`);

  // Kui see plokk lõpeb, oodatakse esimesena ära file2[Symbol.asyncDispose](),
  // seejärel oodatakse ära file1[Symbol.asyncDispose]().
}

// Näide asünkroonse funktsiooni kutsumisest:
// processMultipleAsyncFiles('async_input.txt', 'async_output.txt').catch(console.error);

            

              
                Copy
              
            
          

Siinkohal on peamine järeldus see, et asünkroonsete ressursside puhul tagab await using, et asünkroonne puhastusloogika oodatakse nõuetekohaselt ära, vältides võimalikke võidujooksu tingimusi või ressursside mittetäielikku deallokeerimist.

Sünkroonsete ja asünkroonsete ressursside segahaldus

Mis juhtub, kui peate haldama nii sünkroonseid kui ka asünkroonseid vabastatavaid ressursse samas ulatuses? JavaScript käsitleb seda elegantselt, lubades teil segada using ja await using deklaratsioone.

Kujutage ette stsenaariumi, kus teil on sünkroonne ressurss (nagu lihtne konfiguratsiooniobjekt) ja asünkroonne ressurss (nagu andmebaasiühendus):

            class SyncConfig {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    console.log(`Sünkroonne konfiguratsioon \"${this.name}\" laaditud.`);
  }

  getSetting(key) {
    console.log(`Sätte hankimine konfiguratsioonist ${this.name}`);
    return `value_for_${key}`;
  }

  [Symbol.dispose]() {
    console.log(`Sünkroonse konfiguratsiooni \"${this.name}\" vabastamine...`);
  }
}

class AsyncDatabaseConnection {
  constructor(connectionString) {
    this.connectionString = connectionString;
    console.log(`Asünkroonne andmebaasiühendus \"${this.connectionString}\" avatud.`);
    this.isConnected = true;
  }

  async queryAsync(sql) {
    if (!this.isConnected) {
      throw new Error('Andmebaasiühendus on suletud.');
    }
    console.log(`Päringu täitmine: ${sql}`);
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 70));
    return [{ id: 1, name: 'Sample Data' }];
  }

  async [Symbol.asyncDispose]() {
    if (this.isConnected) {
      console.log(`Asünkroonse andmebaasiühenduse sulgemine \"${this.connectionString}\"...`);
      this.isConnected = false;
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 120));
      console.log('Asünkroonne andmebaasiühendus suletud.');
    }
  }
}

async function manageMixedResources(configName, dbConnectionString) {
  try {
    using config = new SyncConfig(configName);
    await using dbConnection = new AsyncDatabaseConnection(dbConnectionString);

    const setting = config.getSetting('timeout');
    console.log(`Hangitud säte: ${setting}`);

    const results = await dbConnection.queryAsync('SELECT * FROM users');
    console.log('Päringu tulemused:', results);

    // Vabastamise järjekord:
    // 1. dbConnection[Symbol.asyncDispose]() oodatakse ära.
    // 2. config[Symbol.dispose]() kutsutakse välja.
  } catch (error) {
    console.error(`Viga segaressursside haldamisel: ${error.message}`);
    throw error;
  }
}

// Näide asünkroonse funktsiooni kutsumisest:
// manageMixedResources('app_settings', 'postgresql://user:pass@host:port/db').catch(console.error);

            

              
                Copy
              
            
          

Selles stsenaariumis, kui plokist väljutakse:

1. Asünkroonse ressursi (dbConnection) [Symbol.asyncDispose]() oodatakse esimesena ära.
2. Seejärel kutsutakse välja sünkroonse ressursi (config) [Symbol.dispose]().

See prognoositav lahtiharutamise järjekord tagab, et asünkroonne puhastus on prioriteetne ja sünkroonne puhastus järgneb, säilitades LIFO põhimõtte mõlemat tüüpi vabastatavate ressursside puhul.

Selgesõnalise ressursihalduse eelised

using ja await using kasutuselevõtt pakub JavaScripti arendajatele mitmeid kaalukaid eeliseid:

• Parem loetavus ja selgus: Ressursi haldamise ja vabastamise kavatsus on selgesõnaline ja lokaliseeritud, muutes koodi lihtsamini mõistetavaks ja hooldatavaks. Deklaratiivne olemus vähendab korduvat koodi võrreldes käsitsi try...finally plokkidega.
• Suurem usaldusväärsus ja robustsus: Garanteerib, et puhastusloogika täidetakse isegi vigade, püüdmata erandite või varajaste tagastamiste korral. See vähendab oluliselt ressursilekete riski.
• Lihtsustatud asünkroonne puhastus: await using käsitleb elegantselt asünkroonseid puhastustoiminguid, tagades nende nõuetekohase äramärkimise ja lõpuleviimise, mis on paljude tänapäevaste I/O-ga seotud ülesannete puhul kriitilise tähtsusega.
• Vähem korduvat koodi: Kõrvaldab vajaduse korduvate try...finally struktuuride järele, mis viib lühema ja vähem vigaderohke koodini.
• Parem veahaldus: Kui using või await using plokis tekib viga, täidetakse vabastamisloogika ikkagi. Käsitletakse ka vabastamise ajal tekkivaid vigu; kui vabastamise ajal tekib viga, visatakse see uuesti pärast seda, kui kõik järgnevad vabastamisoperatsioonid on lõpule viidud.
• Tugi erinevatele ressursitüüpidele: Saab rakendada mis tahes objektile, mis rakendab vastavat vabastamissümbolit, muutes selle mitmekülgseks mustriks failide, võrgupesade, andmebaasiühenduste, taimerite, voogude ja muu haldamiseks.

Praktilised kaalutlused ja globaalsed parimad tavad

Kuigi using ja await using on võimsad täiendused, kaaluge tõhusaks rakendamiseks järgmisi punkte:

• Brauseri ja Node.js-i tugi: Need funktsioonid on osa kaasaegsetest JavaScripti standarditest. Veenduge, et teie sihtkeskkonnad (brauserid, Node.js-i versioonid) neid toetaksid. Vanemate keskkondade jaoks saab kasutada transpileerimisvahendeid nagu Babel.
• Teekide ühilduvus: Paljusid teeke, mis tegelevad ressurssidega (nt andmebaasi draiverid, failisüsteemi moodulid), uuendatakse, et pakkuda vabastatavaid objekte või mustreid, mis ühilduvad nende uute lausetega. Kontrollige oma sõltuvuste dokumentatsiooni.
• Veahaldus vabastamise ajal: Kui [Symbol.dispose]() või [Symbol.asyncDispose]() meetod viskab vea, on JavaScripti käitumine see viga kinni püüda, jätkata teiste samas ulatuses deklareeritud ressursside vabastamisega (vastupidises järjekorras) ja seejärel visata uuesti algne vabastamisviga. See tagab, et te ei jäta vahele järgnevaid vabastamisi, kuid teid teavitatakse siiski algsest vabastamise ebaõnnestumisest.
• Jõudlus: Kuigi lisakoormus on minimaalne, olge tähelepanelik paljude lühiajaliste vabastatavate objektide loomisel jõudluskriitilistes tsüklites, kui neid hoolikalt ei hallata. Garanteeritud puhastamise eelis kaalub tavaliselt üles kerge jõudluskulu.
• Selge nimepanek: Kasutage oma vabastatavate ressursside jaoks kirjeldavaid nimesid, et nende eesmärk oleks koodis ilmne.
• Globaalsele sihtrühmale kohanemine: Globaalsele sihtrühmale rakenduste loomisel, eriti nende puhul, mis tegelevad I/O või võrguressurssidega, mis võivad olla geograafiliselt hajutatud või alluda erinevatele võrgutingimustele, muutub robustne ressursihaldus veelgi kriitilisemaks. Mustrid nagu await using on olulised usaldusväärsete operatsioonide tagamiseks erinevate võrgu latentsusaegade ja võimalike ühenduskatkestuste korral. Näiteks pilveteenuste või hajutatud andmebaasidega ühenduste haldamisel on nõuetekohase asünkroonse sulgemise tagamine ülioluline rakenduse stabiilsuse ja andmete terviklikkuse säilitamiseks, olenemata kasutaja asukohast või võrgukeskkonnast.

Kokkuvõte

Lausete using ja await using kasutuselevõtt tähistab olulist edasiminekut JavaScriptis selgesõnalise ressursihalduse vallas. Neid funktsioone omaks võttes saavad arendajad kirjutada robustsemat, loetavamat ja hooldatavamat koodi, vältides tõhusalt ressursilekkeid ja tagades rakenduse prognoositava käitumise, eriti keerukates asünkroonsetes stsenaariumides. Integreerides need kaasaegsed JavaScripti konstruktsioonid oma projektidesse, leiate selgema tee ressursside usaldusväärseks haldamiseks, mis viib lõppkokkuvõttes stabiilsemate ja tõhusamate rakendusteni kasutajatele üle maailma.

Selgesõnalise ressursihalduse meisterlik valdamine on oluline samm professionaalse tasemega JavaScripti kirjutamise suunas. Alustage using ja await using lisamist oma töövoogudesse juba täna ja kogege puhtama ning turvalisema koodi eeliseid.