Maailmade ühendamine: arendaja juhend JavaScripti toAsync iteraatori abimeetodile

Kaasaegse JavaScripti maailmas liiguvad arendajad pidevalt kahe fundamentaalse paradigma vahel: sünkroonne ja asünkroonne täitmine. Sünkroonne kood jookseb samm-sammult, blokeerides täitmise, kuni iga ülesanne on lõpetatud. Asünkroonne kood seevastu tegeleb ülesannetega nagu võrgupäringud või faili I/O ilma peamist lõime blokeerimata, muutes rakendused reageerivaks ja tõhusaks. Iteratsioon, andmete jadas samm-sammult liikumise protsess, eksisteerib mõlemas maailmas. Aga mis juhtub, kui need kaks maailma kokku põrkuvad? Mis siis, kui teil on sünkroonne andmeallikas, mida peate töötlema asünkroonses töötlusahelas?

See on levinud väljakutse, mis on traditsiooniliselt viinud korduva koodi, keeruka loogika ja võimalike vigadeni. Õnneks areneb JavaScripti keel just selle probleemi lahendamiseks. Sisenege Iterator.prototype.toAsync() abimeetodisse, mis on võimas uus tööriist, mis on loodud elegantse ja standardiseeritud silla loomiseks sünkroonse ja asünkroonse iteratsiooni vahel.

See põhjalik juhend uurib kõike, mida peate teadma toAsync iteraatori abimeetodi kohta. Käsitleme sünkroonsete ja asünkroonsete iteraatorite põhimõisteid, demonstreerime probleemi, mida see lahendab, käime läbi praktilisi kasutusjuhtumeid ja arutame parimaid tavasid selle integreerimiseks oma projektidesse. Olenemata sellest, kas olete kogenud arendaja või alles laiendate oma teadmisi kaasaegsest JavaScriptist, annab toAsync-i mõistmine teile oskused kirjutada puhtamat, vastupidavamat ja paremini koostalitlusvõimelist koodi.

Iteratsiooni kaks nägu: sünkroonne vs. asünkroonne

Enne kui saame hinnata toAsync-i võimsust, peab meil olema kindel arusaam JavaScripti kahest iteraatoritüübist.

Sünkroonne iteraator

See on klassikaline iteraator, mis on JavaScripti osa olnud aastaid. Objekt on sünkroonselt itereeritav, kui see implementeerib meetodi võtmega [Symbol.iterator]. See meetod tagastab iteraatori objekti, millel on next() meetod. Iga next() kutse tagastab objekti kahe omadusega: value (järjestuse järgmine väärtus) ja done (tõeväärtus, mis näitab, kas järjestus on lõppenud).

Kõige levinum viis sünkroonse iteraatori tarbimiseks on for...of tsükkel. Massiivid, stringid, mapid ja setid on kõik sisseehitatud sünkroonsed itereeritavad. Saate ka ise luua, kasutades generaatorfunktsioone:

Näide: sünkroonne numbrigeneraator

            function* countUpTo(max) {
  let count = 1;
  while (count <= max) {
    yield count++;
  }
}

const syncIterator = countUpTo(3);

for (const num of syncIterator) {
  console.log(num); // Logib 1, siis 2, siis 3
}
            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites täidetakse kogu tsükkel sünkroonselt. Iga iteratsioon ootab, kuni yield-avaldis väärtuse toodab, enne kui jätkab.

Asünkroonne iteraator

Asünkroonsed iteraatorid võeti kasutusele, et käsitleda andmejadasid, mis saabuvad aja jooksul, näiteks andmed, mida voogedastatakse kaugserverist või loetakse failist tükkidena. Objekt on asünkroonselt itereeritav, kui see implementeerib meetodi võtmega [Symbol.asyncIterator].

Peamine erinevus on see, et selle next() meetod tagastab Promise'i, mis laheneb { value, done } objektiks. See võimaldab iteratsiooniprotsessil peatuda ja oodata asünkroonse operatsiooni lõpuleviimist enne järgmise väärtuse andmist. Me tarbime asünkroonseid iteraatoreid, kasutades for await...of tsüklit.

Näide: asünkroonne andmete tooja

            async function* fetchPaginatedData(apiUrl) {
  let page = 1;
  while (true) {
    const response = await fetch(`${apiUrl}?page=${page++}`);
    const data = await response.json();
    if (data.length === 0) {
      break; // Rohkem andmeid pole, lõpeta iteratsioon
    }
    // Anna terve andmetükk
    for (const item of data) {
        yield item;
    }
    // Võiksid siia lisada ka viivituse, kui vaja
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100)); 
  }
}

async function processData() {
  const asyncIterator = fetchPaginatedData('https://api.example.com/items');

  for await (const item of asyncIterator) {
    console.log(`Töötlen elementi: ${item.name}`);
  }
}

processData();
            

              
                Copy
              
            
          

"Kokkusobimatus"

Probleem tekib siis, kui teil on sünkroonne andmeallikas, kuid peate seda töötlema asünkroonses töövoos. Näiteks kujutage ette, et proovite kasutada meie sünkroonset countUpTo generaatorit asünkroonses funktsioonis, mis peab iga numbri jaoks sooritama asünkroonse operatsiooni.

Te ei saa kasutada for await...of tsüklit otse sünkroonsel itereeritaval, kuna see viskab TypeError'i. Olete sunnitud kasutama vähem elegantset lahendust, nagu tavaline for...of tsükkel, mille sees on await, mis töötab, kuid ei võimalda ühtseid andmetöötlusahelaid, mida for await...of võimaldab.

See ongi "kokkusobimatus": need kaks iteraatoritüüpi ei ole otse ühilduvad, luues barjääri sünkroonsete andmeallikate ja asünkroonsete tarbijate vahele.

Siseneb `Iterator.prototype.toAsync()`: Lihtne lahendus

toAsync() meetod on JavaScripti standardile pakutud täiendus (osa 3. etapi "Iterator Helpers" ettepanekust). See on iteraatori prototüübi meetod, mis pakub puhast ja standardset viisi kokkusobimatuse probleemi lahendamiseks.

Selle eesmärk on lihtne: see võtab mis tahes sünkroonse iteraatori ja tagastab uue, täielikult ühilduva asünkroonse iteraatori.

Süntaks on uskumatult otsekohene:

            const syncIterator = getSyncIterator();
const asyncIterator = syncIterator.toAsync();
            

              
                Copy
              
            
          

Kulisside taga loob toAsync() ümbrise. Kui kutsute uue asünkroonse iteraatori peal next(), kutsub see algse sünkroonse iteraatori next() meetodit ja mähib tulemuseks saadud { value, done } objekti koheselt lahenevasse Promise'isse (Promise.resolve()). See lihtne teisendus muudab sünkroonse allika ühilduvaks iga tarbijaga, kes eeldab asünkroonset iteraatorit, nagu näiteks for await...of tsükkel.

Praktilised rakendused: `toAsync` tegelikus elus

Teooria on tore, aga vaatame, kuidas toAsync saab reaalset koodi lihtsustada. Siin on mõned levinud stsenaariumid, kus see särab.

Kasutusjuht 1: Suure mälus oleva andmekogumi asünkroonne töötlemine

Kujutage ette, et teil on mälus suur massiiv ID-sid ja iga ID jaoks peate tegema asünkroonse API-kõne, et hankida rohkem andmeid. Soovite neid töödelda järjestikku, et vältida serveri ülekoormamist.

Enne `toAsync`-i: Kasutaksite tavalist for...of tsüklit.

            const userIds = [101, 102, 103, 104, 105];

async function fetchAndLogUsers_Old() {
  for (const id of userIds) {
    const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${id}`);
    const userData = await response.json();
    console.log(userData.name);
    // See töötab, kuid see on segu sünkroonsest tsüklist (for...of) ja asünkroonsest loogikast (await).
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

`toAsync`-iga: Saate teisendada massiivi iteraatori asünkroonseks ja kasutada ühtset asünkroonset töötlemismudelit.

            const userIds = [101, 102, 103, 104, 105];

async function fetchAndLogUsers_New() {
  // 1. Hangi massiivist sünkroonne iteraator
  // 2. Teisenda see asünkroonseks iteraatoriks
  const asyncUserIdIterator = userIds.values().toAsync();

  // Nüüd kasuta ühtset asünkroonset tsüklit
  for await (const id of asyncUserIdIterator) {
    const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${id}`);
    const userData = await response.json();
    console.log(userData.name);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kuigi esimene näide töötab, loob teine selge mustri: andmeallikat käsitletakse algusest peale asünkroonse voona. See muutub veelgi väärtuslikumaks, kui töötlemisloogika on abstraheeritud funktsioonidesse, mis eeldavad asünkroonset itereeritavat.

Kasutusjuht 2: Sünkroonsete teekide integreerimine asünkroonsesse töötlusahelasse

Paljud küpsed teegid, eriti andmete parsimiseks (nagu CSV või XML), kirjutati enne asünkroonse iteratsiooni tavaliseks muutumist. Need pakuvad sageli sünkroonset generaatorit, mis annab kirjeid ükshaaval.

Oletame, et kasutate hüpoteetilist sünkroonset CSV-parsimise teeki ja peate iga parsitud kirje salvestama andmebaasi, mis on asünkroonne operatsioon.

Stsenaarium:

            // Hüpoteetiline sünkroonne CSV-parseri teek
import { CsvParser } from 'sync-csv-library';

// Asünkroonne funktsioon kirje salvestamiseks andmebaasi
async function saveRecordToDB(record) {
  // ... andmebaasi loogika
  console.log(`Salvestan kirjet: ${record.productName}`);
  return db.products.insert(record);
}

const csvData = `id,productName,price\n1,Laptop,1200\n2,Keyboard,75`;
const parser = new CsvParser();

// Parser tagastab sünkroonse iteraatori
const recordsIterator = parser.parse(csvData);

// Kuidas me suuname selle oma asünkroonsesse salvestamisfunktsiooni?

// `toAsync`-iga on see triviaalne:
async function processCsv() {
  const asyncRecords = recordsIterator.toAsync();
  for await (const record of asyncRecords) {
    await saveRecordToDB(record);
  }
  console.log('Kõik kirjed salvestatud.');
}

processCsv();

            

              
                Copy
              
            
          

Ilma toAsync-ita langeksite taas tagasi for...of tsüklile, mille sees on await. Kasutades toAsync-i, kohandate puhtalt vana sünkroonse teegi väljundi kaasaegse asünkroonse töötlusahelaga.

Kasutusjuht 3: Ühtsete, agnostiliste funktsioonide loomine

See on võib-olla kõige võimsam kasutusjuht. Saate kirjutada funktsioone, mis ei hooli sellest, kas nende sisend on sünkroonne või asünkroonne. Nad võivad aktsepteerida mis tahes itereeritavat, normaliseerida selle asünkroonseks itereeritavaks ja seejärel jätkata ühe, ühtse loogikateega.

Enne `toAsync`-i: Peaksite kontrollima itereeritava tüüpi ja omama kahte eraldi tsüklit.

            async function processItems_Old(items) {
  if (items[Symbol.asyncIterator]) {
    // Tee asünkroonsete itereeritavate jaoks
    for await (const item of items) {
      await doSomethingAsync(item);
    }
  } else {
    // Tee sünkroonsete itereeritavate jaoks
    for (const item of items) {
      await doSomethingAsync(item);
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

`toAsync`-iga: Loogika on kaunilt lihtsustatud.

            // Meil on vaja viisi, kuidas saada itereeritavast iteraator, mida teeb `Iterator.from`.
// Märkus: `Iterator.from` on teine osa samast ettepanekust.

async function processItems_New(items) {
  // Normaliseeri mis tahes itereeritav (sünkroonne või asünkroonne) asünkroonseks iteraatoriks.
  // Kui `items` on juba asünkroonne, on `toAsync` tark ja lihtsalt tagastab selle.
  const asyncItems = Iterator.from(items).toAsync();

  // Üks, ühtne töötlemistsükkel
  for await (const item of asyncItems) {
    await doSomethingAsync(item);
  }
}

// See funktsioon töötab nüüd sujuvalt mõlemaga:
const syncData = [1, 2, 3];
const asyncData = fetchPaginatedData('/api/data');

await processItems_New(syncData);
await processItems_New(asyncData);
            

              
                Copy
              
            
          

Peamised eelised kaasaegses arenduses

• Koodi ühtlustamine: See võimaldab kasutada for await...of-i standardse tsüklina mis tahes andmejada jaoks, mida kavatsete asünkroonselt töödelda, sõltumata selle päritolust.
• Vähendatud keerukus: See kõrvaldab tingimusliku loogika erinevate iteraatoritüüpide käsitlemiseks ja kaotab vajaduse käsitsi Promise'ide mähkimiseks.
• Täiustatud koostalitlusvõime: See toimib standardse adapterina, võimaldades olemasolevate sünkroonsete teekide tohutul ökosüsteemil sujuvalt integreeruda kaasaegsete asünkroonsete API-de ja raamistikega.
• Parem loetavus: Kood, mis kasutab toAsync-i asünkroonse voo loomiseks algusest peale, on sageli oma kavatsuste osas selgem.

Jõudlus ja parimad tavad

Kuigi toAsync on uskumatult kasulik, on oluline mõista selle omadusi:

1. Mikro-ülekulu: Väärtuse mähkimine promise'isse ei ole tasuta. Iga itereeritud elemendiga kaasneb väike jõudluskulu. Enamiku rakenduste puhul, eriti nendega, mis hõlmavad I/O-d (võrk, ketas), on see ülekulu täiesti tühine võrreldes I/O latentsusega. Kuid äärmiselt jõudlustundlike, protsessorimahukate kriitiliste koodilõikude puhul võiksite võimalusel jääda puhtalt sünkroonse tee juurde.
2. Kasutage seda piiril: Ideaalne koht toAsync-i kasutamiseks on piiril, kus teie sünkroonne kood kohtub teie asünkroonse koodiga. Teisendage allikas üks kord ja seejärel laske asünkroonsel töötlusahelal voolata.
3. See on ühesuunaline sild: toAsync teisendab sünkroonse asünkroonseks. Puudub samaväärne `toSync` meetod, kuna te ei saa sünkroonselt oodata Promise'i lahenemist ilma blokeerimata.
4. Mitte samaaegsuse tööriist: for await...of tsükkel, isegi asünkroonse iteraatoriga, töötleb elemente järjestikku. See ootab, kuni tsükli keha (kaasa arvatud kõik await-kutsed) ühe elemendi jaoks lõpule jõuab, enne kui küsib järgmist. See ei käivita iteratsioone paralleelselt. Paralleelseks töötlemiseks on endiselt õiged tööriistad Promise.all() või Promise.allSettled().

Suurem pilt: iteraatori abimeetodite ettepanek

Oluline on teada, et toAsync() ei ole isoleeritud funktsioon. See on osa ulatuslikust TC39 ettepanekust nimega Iterator Helpers. Selle ettepaneku eesmärk on muuta iteraatorid sama võimsaks ja hõlpsasti kasutatavaks kui massiivid, lisades tuttavaid meetodeid nagu:

• .map(callback)
• .filter(callback)
• .reduce(callback, initialValue)
• .take(limit)
• .drop(count)
• ...ja mitmed teised.

See tähendab, et saate luua võimsaid, laisalt hinnatavaid andmetöötlusahelaid otse mis tahes iteraatoril, olgu see siis sünkroonne või asünkroonne. Näiteks: mySyncIterator.toAsync().map(async x => await process(x)).filter(x => x.isValid).

2023. aasta lõpu seisuga on see ettepanek TC39 protsessis 3. etapis. See tähendab, et disain on valmis ja stabiilne ning ootab lõplikku implementeerimist brauserites ja käituskeskkondades, enne kui sellest saab ametliku ECMAScripti standardi osa. Saate seda täna kasutada polüfillide kaudu, nagu core-js, või keskkondades, mis on lubanud eksperimentaalse toe.

Kokkuvõte: elutähtis tööriist kaasaegsele JavaScripti arendajale

Iterator.prototype.toAsync() meetod on väike, kuid sügavalt mõjuv täiendus JavaScripti keelele. See lahendab levinud praktilise probleemi elegantse ja standardiseeritud lahendusega, lammutades seina sünkroonsete andmeallikate ja asünkroonsete töötlemisahelate vahel.

Võimaldades koodi ühtlustamist, vähendades keerukust ja parandades koostalitlusvõimet, annab toAsync arendajatele võimaluse kirjutada puhtamat, paremini hooldatavat ja vastupidavamat asünkroonset koodi. Kaasaegsete rakenduste loomisel hoidke seda võimsat abimeetodit oma tööriistakastis. See on täiuslik näide sellest, kuidas JavaScript jätkab arenemist, et vastata keerulise, omavahel ühendatud ja üha asünkroonsema maailma nõudmistele.