JavaScript'i tipptaseme await: moodulite laadimise ja asünkroonse initsialiseerimise revolutsioon

Aastaid on JavaScripti arendajad navigeerinud asünkroonsuse keerukuses. Kuigi async/await süntaks tõi märkimisväärset selgust asünkroonse loogika kirjutamisse funktsioonide sees, jäi alles oluline piirang: ES-mooduli tipp-tase oli rangelt sünkroonne. See sundis arendajaid kasutama kohmakaid mustreid, nagu koheselt väljakutsutavad asünkroonsed funktsiooniavaldised (IIAFE) või lubaduste eksportimine, et sooritada lihtne asünkroonne ülesanne mooduli seadistamise ajal. Tulemuseks oli sageli korduvkood, mida oli raske lugeda ja veelgi raskem mõista.

Siin tuleb mängu tipptaseme await (Top-level Await, TLA), ECMAScript 2022-s lõplikult vormistatud funktsioon, mis muudab põhjalikult seda, kuidas me oma moodulitest mõtleme ja neid struktureerime. See võimaldab kasutada await võtmesõna ES-moodulite tipptasemel, muutes teie mooduli initsialiseerimisfaasi sisuliselt async funktsiooniks. Sellel pealtnäha väikesel muudatusel on sügav mõju moodulite laadimisele, sõltuvuste haldamisele ning puhtama ja intuitiivsema asünkroonse koodi kirjutamisele.

Selles põhjalikus juhendis sukeldume sügavale tipptaseme await'i maailma. Uurime probleeme, mida see lahendab, kuidas see kapoti all töötab, selle kõige võimsamaid kasutusjuhte ja parimaid praktikaid, mida järgida, et seda tõhusalt ära kasutada jõudlust kahjustamata.

Väljakutse: asünkroonsus mooduli tasemel

Et tipptaseme await'i täielikult hinnata, peame esmalt mõistma probleemi, mida see lahendab. ES-mooduli peamine eesmärk on deklareerida oma sõltuvused (import) ja paljastada oma avalik API (export). Mooduli tipptasemel olev kood käivitatakse ainult üks kord, kui moodul esmakordselt imporditakse. Piiranguks oli see, et see käivitamine pidi olema sünkroonne.

Aga mis siis, kui teie moodul peab enne väärtuste eksportimist hankima konfiguratsiooniandmeid, looma ühenduse andmebaasiga või initsialiseerima WebAssembly mooduli? Enne TLA-d pidite kasutama ajutisi lahendusi.

IIAFE (Koheselt väljakutsutav asünkroonne funktsiooniavaldis) lahendus

Levinud muster oli asünkroonse loogika mähkimine async IIAFE-sse. See võimaldas kasutada await'i, kuid tekitas uusi probleeme. Vaatleme seda näidet, kus moodul peab hankima konfiguratsioonisätted:

config.js (Vana viis IIAFE-ga)

            
export const settings = {};

(async () => {
  try {
    const response = await fetch('https://api.example.com/config');
    const configData = await response.json();
    Object.assign(settings, configData);
  } catch (error) {
    console.error("Konfiguratsiooni laadimine ebaõnnestus:", error);
    // Ebaõnnestumise korral määra vaikesätted
    Object.assign(settings, { default: true });
  }
})();

            

              
                Copy
              
            
          

Peamine probleem siin on võidujooksu olukord (race condition). config.js moodul käivitub ja ekspordib koheselt tühja settings objekti. Teised moodulid, mis impordivad config'i, saavad selle tühja objekti kohe kätte, samal ajal kui fetch operatsioon toimub taustal. Nendel moodulitel pole mingit võimalust teada, millal settings objekt tegelikult täidetakse, mis viib keeruka olekuhalduse, sündmuste edastajate või küsitlusmehhanismideni andmete ootamiseks.

"Ekspordi lubadus" muster

Teine lähenemine oli eksportida lubadus (promise), mis laheneb mooduli kavandatud eksportidega. See on robustsem, kuna sunnib tarbijat asünkroonsust käsitlema, kuid see nihutab koormuse.

config.js (Lubaduse eksportimine)

            
const setupPromise = (async () => {
  const response = await fetch('https://api.example.com/config');
  return response.json();
})();

export { setupPromise };

            

              
                Copy
              
            
          

main.js (Lubaduse tarbimine)

            
import { setupPromise } from './config.js';

setupPromise.then(config => {
  console.log('API Key:', config.apiKey);
  // ... käivita rakendus
});

            

              
                Copy
              
            
          

Iga moodul, mis vajab konfiguratsiooni, peab nüüd importima lubaduse ja kasutama .then() või await'i, enne kui saab tegelikele andmetele juurde pääseda. See on paljusõnaline, korduv ja kergesti unustatav, mis viib käitusaja vigadeni.

Siin tuleb mängu tipptaseme await: paradigmavahetus

Tipptaseme await lahendab need probleemid elegantselt, lubades await'i otse mooduli skoobis. Siin on, kuidas eelmine näide näeb välja TLA-ga:

config.js (Uus viis TLA-ga)

            
const response = await fetch('https://api.example.com/config');
const config = await response.json();

export default config;

            

              
                Copy
              
            
          

main.js (Puhas ja lihtne)

            
import config from './config.js';

// See kood käivitub alles pärast config.js täielikku laadimist.
console.log('API Key:', config.apiKey);

            

              
                Copy
              
            
          

See kood on puhas, intuitiivne ja teeb täpselt seda, mida ootaksite. await võtmesõna peatab config.js mooduli käivitamise, kuni fetch ja .json() lubadused lahenevad. Oluline on, et iga teine moodul, mis impordib config.js'i, peatab samuti oma käivitamise, kuni config.js on täielikult initsialiseeritud. Mooduligraafik sisuliselt "ootab", kuni asünkroonne sõltuvus on valmis.

Oluline: See funktsioon on saadaval ainult ES-moodulites. Brauseri kontekstis tähendab see, et teie skriptisilt peab sisaldama type="module". Node.js-is peate kas kasutama .mjs faililaiendit või määrama oma package.json failis "type": "module".

Kuidas tipptaseme await muudab moodulite laadimist

TLA ei paku lihtsalt süntaktilist suhkrut; see integreerub fundamentaalselt ES-moodulite laadimise spetsifikatsiooniga. Kui JavaScripti mootor kohtab TLA-ga moodulit, muudab see oma käivitusvoogu.

Siin on lihtsustatud ülevaade protsessist:

• Parssimine ja graafiku koostamine: Mootor parsib esmalt kõik moodulid, alustades sisenemispunktist, et tuvastada sõltuvused import lausete kaudu. See ehitab sõltuvusgraafiku ilma koodi käivitamata.
• Käivitamine: Mootor alustab moodulite käivitamist post-order läbimisel (sõltuvused käivitatakse enne neid sõltuvaid mooduleid).
• Peatumine await'i korral: Kui mootor käivitab mooduli, mis sisaldab tipptaseme await'i, peatab see selle mooduli ja kõigi selle vanemmoodulite käivitamise graafikus.
• Sündmuste ahel on blokeerimata: See paus ei ole blokeeriv. Mootor on vaba jätkama teiste ülesannete täitmist sündmuste ahelas, näiteks kasutaja sisendile reageerimine või muude võrgupäringute käsitlemine. Blokeeritud on moodulite laadimine, mitte kogu rakendus.
• Käivitamise jätkamine: Kui oodatud lubadus laheneb (kas täitub või lükatakse tagasi), jätkab mootor mooduli ja seejärel seda ootavate vanemmoodulite käivitamist.

See orkestratsioon tagab, et ajaks, mil mooduli kood käivitub, on kõik selle imporditud sõltuvused – isegi asünkroonsed – täielikult initsialiseeritud ja kasutusvalmis.

Praktilised kasutusjuhud ja reaalse maailma näited

Tipptaseme await avab ukse puhtamatele lahendustele mitmesuguste levinud arendusstsenaariumide jaoks.

1. Dünaamiline moodulite laadimine ja sõltuvuste varuvariandid

Mõnikord on vaja laadida moodul välisest allikast, nagu CDN, kuid soovite kohalikku varuvarianti juhuks, kui võrk ebaõnnestub. TLA muudab selle triviaalseks.

            
// utils/date-library.js
let moment;

try {
  // Proovi importida CDN-ist
  moment = await import('https://cdn.skypack.dev/moment');
} catch (error) {
  console.warn('CDN ebaõnnestus, laadin moment.js kohaliku varuvariandi');
  // Kui see ebaõnnestub, laadi kohalik koopia
  moment = await import('./vendor/moment.js');
}

export default moment.default;

            

              
                Copy
              
            
          

Siin proovime laadida teeki CDN-ist. Kui dünaamiline import() lubadus lükatakse tagasi (võrguvea, CORS-i probleemi jms tõttu), laadib catch plokk sujuvalt kohaliku versiooni. Eksporditud moodul on saadaval alles pärast seda, kui üks neist teedest on edukalt lõpule viidud.

2. Ressursside asünkroonne initsialiseerimine

See on üks levinumaid ja võimsamaid kasutusjuhte. Moodul saab nüüd täielikult kapseldada oma asünkroonse seadistuse, peites keerukuse oma tarbijate eest. Kujutage ette moodulit, mis vastutab andmebaasiühenduse eest:

            
// services/database.js
import { createPool } from 'mysql2/promise';

const connectionPool = await createPool({
  host: process.env.DB_HOST,
  user: process.env.DB_USER,
  database: 'my_app_db',
  waitForConnections: true,
  connectionLimit: 10,
});

// Ülejäänud rakendus saab seda funktsiooni kasutada
// muretsemata ühenduse oleku pärast.
export async function query(sql, params) {
  const [results] = await connectionPool.execute(sql, params);
  return results;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Iga teine moodul saab nüüd lihtsalt importida import { query } from './database.js' ja kasutada funktsiooni, olles kindel, et andmebaasiühendus on juba loodud.

3. Tingimuslik moodulite laadimine ja rahvusvahelistamine (i18n)

Saate kasutada TLA-d moodulite tingimuslikuks laadimiseks vastavalt kasutaja keskkonnale või eelistustele, mida võib olla vaja asünkroonselt hankida. Suurepärane näide on õige keelefaili laadimine rahvusvahelistamiseks.

            
// i18n/translator.js
async function getUserLanguage() {
  // Reaalses rakenduses võib see olla API-kõne või kohalikust salvestusruumist
  return new Promise(resolve => resolve('es')); // Näide: hispaania keel
}

const lang = await getUserLanguage();
const translations = await import(`./locales/${lang}.json`);

export function t(key) {
  return translations[key] || key;
}

            

              
                Copy
              
            
          

See moodul hangib kasutaja seaded, määrab eelistatud keele ja seejärel impordib dünaamiliselt vastava tõlkefaili. Eksporditud t funktsioon on garanteeritult valmis õige keelega alates selle importimise hetkest.

Parimad praktikad ja potentsiaalsed lõksud

Kuigi võimas, tuleks tipptaseme await'i kasutada läbimõeldult. Siin on mõned juhised, mida järgida.

Tehke: kasutage seda oluliseks, blokeerivaks initsialiseerimiseks

TLA on ideaalne kriitiliste ressursside jaoks, ilma milleta teie rakendus või moodul ei saa toimida, näiteks konfiguratsioon, andmebaasiühendused või olulised polüfillid. Kui ülejäänud mooduli kood sõltub asünkroonse operatsiooni tulemusest, on TLA õige tööriist.

Ärge tehke: kasutage seda liigselt mittekriitiliste ülesannete jaoks

TLA kasutamine iga asünkroonse ülesande jaoks võib tekitada jõudluse kitsaskohti. Kuna see blokeerib sõltuvate moodulite käivitamist, võib see pikendada teie rakenduse käivitusaega. Mittekriitilise sisu, näiteks sotsiaalmeedia vidina laadimise või sekundaarsete andmete hankimise jaoks, on parem eksportida funktsioon, mis tagastab lubaduse, võimaldades põhirakendusel esmalt laadida ja neid ülesandeid laisalt käsitleda.

Tehke: käsitlege vigu sujuvalt

Käsitlemata lubaduse tagasilükkamine TLA-ga moodulis takistab selle mooduli edukat laadimist. Viga levib import lausesse, mis samuti lükatakse tagasi. See võib peatada teie rakenduse käivitamise. Kasutage try...catch plokke operatsioonide jaoks, mis võivad ebaõnnestuda (nagu võrgupäringud), et rakendada varuvariante või vaikeolekuid.

Olge teadlik jõudlusest ja paralleelsusest

Kui teie moodul peab sooritama mitu sõltumatut asünkroonset operatsiooni, ärge oodake neid järjestikku. See loob tarbetu koseefekti. Selle asemel kasutage Promise.all(), et neid paralleelselt käivitada ja oodata tulemust.

            
// services/initial-data.js

// HALB: Järjestikused päringud
// const user = await fetch('/api/user').then(res => res.json());
// const permissions = await fetch('/api/permissions').then(res => res.json());

// HEA: Paralleelsed päringud
const [user, permissions] = await Promise.all([
  fetch('/api/user').then(res => res.json()),
  fetch('/api/permissions').then(res => res.json()),
]);

export { user, permissions };

            

              
                Copy
              
            
          

See lähenemine tagab, et ootate ainult pikemat kahest päringust, mitte mõlema summat, parandades oluliselt initsialiseerimiskiirust.

Vältige TLA-d ringlevates sõltuvustes

Ringlevad sõltuvused (kus moodul `A` impordib `B`-d ja `B` impordib `A`-d) on juba halb koodilõhn, kuid TLA-ga võivad need põhjustada ummikseisu. Kui nii `A` kui ka `B` kasutavad TLA-d, võib moodulite laadimissüsteem kinni jääda, kus kumbki ootab teise asünkroonse operatsiooni lõppu. Parim lahendus on oma koodi refaktoreerida, et eemaldada ringlev sõltuvus.

Keskkonna ja tööriistade tugi

Tipptaseme await on nüüd laialdaselt toetatud kaasaegses JavaScripti ökosüsteemis.

• Node.js: Täielikult toetatud alates versioonist 14.8.0. Peate töötama ES-mooduli režiimis (kasutage .mjs faile või lisage oma package.json-i "type": "module").
• Brauserid: Toetatud kõigis suuremates kaasaegsetes brauserites: Chrome (alates v89), Firefox (alates v89) ja Safari (alates v15). Peate kasutama <script type="module">.
• Pakkijad: Kaasaegsetel pakkijatel nagu Vite, Webpack 5+ ja Rollup on suurepärane tugi TLA-le. Nad suudavad korrektselt pakkida mooduleid, mis kasutavad seda funktsiooni, tagades, et see töötab isegi vanematele keskkondadele sihtides.

Kokkuvõte: puhtam tulevik asünkroonsele JavaScriptile

Tipptaseme await on enamat kui lihtsalt mugavus; see on fundamentaalne täiustus JavaScripti moodulisüsteemile. See sulgeb kauaaegse lünga keele asünkroonsetes võimetes, võimaldades puhtamat, loetavamat ja robustsemat moodulite initsialiseerimist.

Võimaldades moodulitel olla tõeliselt iseseisvad, käsitledes oma asünkroonset seadistust ilma implementatsiooni üksikasju lekitamata või tarbijatele korduvkoodi peale sundimata, edendab TLA paremat arhitektuuri ja hooldatavamat koodi. See lihtsustab kõike alates konfiguratsioonide hankimisest ja andmebaasidega ühendumisest kuni dünaamilise koodi laadimise ja rahvusvahelistamiseni. Järgmise kaasaegse JavaScripti rakenduse ehitamisel kaaluge, kus tipptaseme await aitab teil kirjutada elegantsemat ja tõhusamat koodi.