JavaScript Generator Funkcijos Asinchroninis Komponavimas: Kelių Generatorių Koordinavimas

JavaScript generatoriaus funkcijos suteikia galingą mechanizmą asinchroninėms operacijoms valdyti sinchroniškiau atrodančiu būdu. Nors pagrindinis generatorių naudojimas yra gerai dokumentuotas, tikrasis jų potencialas slypi gebėjime būti komponuojamiems ir koordinuojamiems, ypač kai dirbama su keliais asinchroniniais duomenų srautais. Šis įrašas gilinasi į pažangias technikas, kaip pasiekti kelių generatorių koordinavimą naudojant asinchronines kompozicijas.

Generatoriaus Funkcijų Supratimas

Prieš gilindamiesi į kompoziciją, greitai pakartokime, kas yra generatoriaus funkcijos ir kaip jos veikia.

Generatoriaus funkcija deklaruojama naudojant function* sintaksę. Skirtingai nei įprastos funkcijos, generatoriaus funkcijos gali būti pristabdytos ir atnaujintos vykdymo metu. Raktažodis yield naudojamas funkcijai pristabdyti ir reikšmei grąžinti. Kai generatorius atnaujinamas (naudojant next()), vykdymas tęsiamas nuo tos vietos, kurioje jis buvo sustabdytas.

Štai paprastas pavyzdys:

            function* numberGenerator() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

const generator = numberGenerator();

console.log(generator.next()); // Output: { value: 1, done: false }
console.log(generator.next()); // Output: { value: 2, done: false }
console.log(generator.next()); // Output: { value: 3, done: false }
console.log(generator.next()); // Output: { value: undefined, done: true }

            

              
                Copy
              
            
          

Asinchroniniai Generatoriai

Norėdami valdyti asinchronines operacijas, galime naudoti asinchroninius generatorius, deklaruojamus naudojant async function* sintaksę. Šie generatoriai gali await pažadus, leidžiančius asinchroninį kodą parašyti linijiškesniu ir skaitomesniu stiliumi.

Pavyzdys:

            async function* fetchUsers(userIds) {
  for (const userId of userIds) {
    const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);
    const user = await response.json();
    yield user;
  }
}

async function main() {
  const userIds = [1, 2, 3];
  const userGenerator = fetchUsers(userIds);

  for await (const user of userGenerator) {
    console.log(user);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje fetchUsers yra asinchroninis generatorius, kuris gauna vartotojo duomenis iš API kiekvienam pateiktam userId. for await...of ciklas naudojamas iteruoti per asinchroninį generatorių, laukiant kiekvienos grąžintos reikšmės prieš ją apdorojant.

Kelių Generatorių Koordinavimo Poreikis

Dažnai programoms reikia koordinuoti kelis asinchroninius duomenų šaltinius ar apdorojimo etapus. Pavyzdžiui, jums gali prireikti:

• Gauti duomenis iš kelių API vienu metu.
• Apdoroti duomenis per transformacijų seriją, kurias kiekvieną atlieka atskiras generatorius.
• Tvarkyti klaidas ir išimtis per kelias asinchronines operacijas.
• Įgyvendinti sudėtingą valdymo srauto logiką, pvz., sąlyginį vykdymą arba fan-out/fan-in šablonus.

Tradicinės asinchroninio programavimo technikos, tokios kaip atgaliniai skambučiai ar Pažadai, šiuose scenarijuose gali tapti sunkiai valdomos. Generatoriaus funkcijos suteikia struktūriškesnį ir sudėtingesnį požiūrį.

Kelių Generatorių Koordinavimo Technikos

Čia pateikiamos kelios technikos, kaip koordinuoti kelias generatoriaus funkcijas:

1. Generatoriaus Komponavimas su yield*

Raktažodis yield* leidžia deleguoti į kitą iteratorių ar generatoriaus funkciją. Tai yra pagrindinis generatorių komponavimo blokas. Jis efektyviai "išlygina" deleguoto generatoriaus išvestį į dabartinio generatoriaus išvesties srautą.

Pavyzdys:

            async function* generatorA() {
  yield 1;
  yield 2;
}

async function* generatorB() {
  yield 3;
  yield 4;
}

async function* combinedGenerator() {
  yield* generatorA();
  yield* generatorB();
}

async function main() {
  for await (const value of combinedGenerator()) {
    console.log(value); // Output: 1, 2, 3, 4
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje combinedGenerator grąžina visas reikšmes iš generatorA ir tada visas reikšmes iš generatorB. Tai yra paprasta nuoseklios kompozicijos forma.

2. Vienalaikis Vykdymas su Promise.all

Norėdami vienu metu vykdyti kelis generatorius, galite juos apvynioti į Pažadus ir naudoti Promise.all. Tai leidžia jums gauti duomenis iš kelių šaltinių lygiagrečiai, pagerinant našumą.

Pavyzdys:

            async function* fetchUserData(userId) {
  const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);
  const user = await response.json();
  yield user;
}

async function* fetchPosts(userId) {
  const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}/posts`);
  const posts = await response.json();
  for (const post of posts) {
    yield post;
  }
}

async function* combinedGenerator(userId) {
  const userDataPromise = fetchUserData(userId).next();
  const postsPromise = fetchPosts(userId).next();

  const [userDataResult, postsResult] = await Promise.all([userDataPromise, postsPromise]);

  if (userDataResult.value) {
    yield { type: 'user', data: userDataResult.value };
  }
  if (postsResult.value) {
    yield { type: 'posts', data: postsResult.value };
  }
}

async function main() {
  for await (const item of combinedGenerator(1)) {
    console.log(item);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje combinedGenerator gauna vartotojo duomenis ir įrašus vienu metu, naudodamas Promise.all. Tada jis grąžina rezultatus kaip atskirus objektus su ypatybe type, nurodančia duomenų šaltinį.

Svarbus svarstymas: Naudojant `.next()` su generatoriumi prieš iteruojant su `for await...of`, iteratorius pasistūmėja *vieną kartą*. Tai itin svarbu suprasti, kai naudojate Promise.all kartu su generatoriais, nes tai iš anksto pradeda generatoriaus vykdymą.

3. Fan-Out/Fan-In Šablonai

Fan-out/fan-in šablonas yra įprastas šablonas darbui paskirstyti per kelis darbuotojus ir tada apibendrinti rezultatus. Generatoriaus funkcijos gali būti naudojamos šiam šablonui efektyviai įgyvendinti.

Fan-Out: Užduočių paskirstymas keliems generatoriams.

Fan-In: Rezultatų rinkimas iš kelių generatorių.

Pavyzdys:

            async function* worker(taskId) {
  // Simulate asynchronous work
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, Math.random() * 1000));
  yield { taskId, result: `Result for task ${taskId}` };
}

async function* fanOut(taskIds, numWorkers) {
  const workerGenerators = [];
  for (let i = 0; i < numWorkers; i++) {
    workerGenerators.push(worker(taskIds[i % taskIds.length])); // Round-robin assignment
  }

  for (let i = 0; i < taskIds.length; i++) {
      yield* workerGenerators[i % numWorkers];
  }
}

async function main() {
  const taskIds = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
  const numWorkers = 3;

  for await (const result of fanOut(taskIds, numWorkers)) {
    console.log(result);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje fanOut paskirsto užduotis (simuliuoja worker) fiksuotam darbuotojų skaičiui. Apskritimo principu paskirstymas užtikrina santykinai tolygų darbo paskirstymą. Rezultatai tada grąžinami iš fanOut generatoriaus. Atkreipkite dėmesį, kad šiame supaprastintame pavyzdyje darbuotojai iš tikrųjų neveikia vienu metu; yield* priverčia nuoseklų vykdymą fanOut viduje.

4. Žinučių Siuntimas Tarp Generatorių

Generatoriai gali bendrauti vienas su kitu, siųsdami reikšmes pirmyn ir atgal naudodami next() metodą. Kai skambinate next(value) su generatoriumi, value perduodama į yield išraišką generatoriaus viduje.

Pavyzdys:

            async function* producer() {
  let message = 'Initial Message';
  while (true) {
    const received = yield message;
    console.log(`Producer received: ${received}`);
    message = `Producer's response to: ${received}`;
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simulate some work
  }
}

async function* consumer(producerGenerator) {
  let message = 'Consumer starting';
  let result = await producerGenerator.next();
  console.log(`Consumer received from producer: ${result.value}`);

  while (!result.done) {
    const response = `Consumer's message: ${message}`; // Create a response
    result = await producerGenerator.next(response); // Send message to producer
    if (!result.done) {
        console.log(`Consumer received from producer: ${result.value}`); // log the response from the producer
    }
    message = `Next consumer message`; // Create next message to send on next iteration
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simulate some work
  }
}

async function main() {
  const prod = producer();
  await consumer(prod);
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje consumer siunčia pranešimus į producer naudodamas producerGenerator.next(response), o producer gauna šiuos pranešimus naudodamas yield išraišką. Tai leidžia dvipusį bendravimą tarp generatorių.

5. Klaidų Tvarkymas

Klaidų tvarkymas asinchroninėse generatorių kompozicijose reikalauja kruopštaus apsvarstymo. Galite naudoti try...catch blokus generatorių viduje, kad galėtumėte tvarkyti klaidas, kurios įvyksta asinchroninių operacijų metu.

Pavyzdys:

            async function* safeFetch(url) {
  try {
    const response = await fetch(url);
    if (!response.ok) {
      throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
    }
    const data = await response.json();
    yield data;
  } catch (error) {
    console.error(`Error fetching data from ${url}: ${error}`);
    yield { error: error.message, url }; // Yield an error object
  }
}

async function main() {
  const generator = safeFetch('https://api.example.com/data'); // Replace with an actual URL, but make sure it exists to test

  for await (const result of generator) {
    if (result.error) {
      console.log(`Failed to fetch data from ${result.url}: ${result.error}`);
    } else {
      console.log('Fetched data:', result);
    }
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje safeFetch generatorius gaudo bet kokias klaidas, kurios įvyksta fetch operacijos metu, ir grąžina klaidų objektą. Tada skambinantis kodas gali patikrinti, ar yra klaida, ir atitinkamai ją tvarkyti.

Praktiniai Pavyzdžiai ir Naudojimo Atvejai

Štai keletas praktinių pavyzdžių ir naudojimo atvejų, kai kelių generatorių koordinavimas gali būti naudingas:

• Duomenų Srautai: Didelių duomenų rinkinių apdorojimas dalimis naudojant generatorius, kai keli generatoriai vienu metu atlieka skirtingas transformacijas duomenų sraute. Įsivaizduokite, kad apdorojate labai didelį žurnalo failą: vienas generatorius gali skaityti failą, kitas gali analizuoti eilutes, o trečias gali apibendrinti statistiką.
• Realaus Laiko Duomenų Apdorojimas: Realaus laiko duomenų srautų iš kelių šaltinių, pvz., jutiklių ar akcijų biržos signalų, tvarkymas naudojant generatorius duomenims filtruoti, transformuoti ir apibendrinti.
• Mikroservisų Orketravimas: Skambučių koordinavimas į kelis mikroservisus naudojant generatorius, kur kiekvienas generatorius atstovauja skambučiui į skirtingą paslaugą. Tai gali supaprastinti sudėtingas darbo eigas, kurios apima sąveiką tarp kelių paslaugų. Pavyzdžiui, el. prekybos užsakymų apdorojimo sistema gali apimti skambučius į mokėjimo paslaugą, inventoriaus paslaugą ir pristatymo paslaugą.
• Žaidimų Kūrimas: Sudėtingos žaidimo logikos įgyvendinimas naudojant generatorius, kai keli generatoriai valdo skirtingus žaidimo aspektus, pvz., AI, fiziką ir atvaizdavimą.
• ETL (Ištraukimas, Transformavimas, Įkėlimas) Procesai: ETL dujotiekio optimizavimas naudojant generatoriaus funkcijas duomenims ištraukti iš įvairių šaltinių, transformuoti į norimą formatą ir įkelti į tikslinę duomenų bazę ar duomenų sandėlį. Kiekvienas etapas (Ištraukimas, Transformavimas, Įkėlimas) galėtų būti įgyvendintas kaip atskiras generatorius, leidžiantis naudoti modulinį ir pakartotinai naudojamą kodą.

Generatoriaus Funkcijų Naudojimo Asinchroninei Kompozicijai Privalumai

• Patobulintas Skaitomumas: Asinchroninis kodas, parašytas su generatoriais, gali būti skaitomesnis ir lengviau suprantamas nei kodas, parašytas su atgaliniais skambučiais ar Pažadais.
• Supaprastintas Klaidų Tvarkymas: Generatoriaus funkcijos supaprastina klaidų tvarkymą, leidžiančios naudoti try...catch blokus klaidoms, kurios įvyksta asinchroninių operacijų metu, gaudyti.
• Padidintas Sudėtingumas: Generatoriaus funkcijos yra labai sudėtingos, leidžiančios lengvai sujungti kelis generatorius, kad būtų sukurtos sudėtingos asinchroninės darbo eigos.
• Padidintas Priežiūros Paprastumas: Generatoriaus funkcijų moduliškumas ir sudėtingumas palengvina kodo priežiūrą ir atnaujinimą.
• Patobulintas Testavimas: Generatoriaus funkcijas lengviau išbandyti nei kodą, parašytą su atgaliniais skambučiais ar Pažadais, nes galite lengvai valdyti vykdymo eigą ir imituoti asinchronines operacijas.

Iššūkiai ir Apsvarstymai

• Mokymosi Kreivė: Generatoriaus funkcijos gali būti sudėtingesnės nei tradicinės asinchroninio programavimo technikos.
• Derinimas: Asinchroninių generatorių kompozicijų derinimas gali būti sudėtingas, nes vykdymo eigą gali būti sunku atsekti. Svarbu naudoti gerą registravimo praktiką.
• Našumas: Nors generatoriai siūlo skaitomumo pranašumus, netinkamas naudojimas gali sukelti našumo kliūtis. Būkite dėmesingi režimo perjungimo tarp generatorių režimui, ypač našumui kritinėse programose.
• Naršyklės Palaikymas: Nors šiuolaikinės naršyklės paprastai gerai palaiko generatoriaus funkcijas, jei reikia, užtikrinkite suderinamumą su senesnėmis naršyklėmis.
• Režimas: Generatoriai turi nedidelį režimą, palyginti su tradiciniu async/await dėl režimo perjungimo. Jei tai svarbu jūsų programai, išmatuokite našumą.

Geriausia Praktika

• Laikykite Generatorius Mažus ir Sutelktus: Kiekvienas generatorius turėtų atlikti vieną, aiškiai apibrėžtą užduotį. Tai pagerina skaitomumą ir priežiūrą.
• Naudokite Aprašomuosius Vardus: Naudokite aiškius ir aprašomuosius pavadinimus savo generatoriaus funkcijoms ir kintamiesiems.
• Dokumentuokite Savo Kodą: Kruopščiai dokumentuokite savo kodą, paaiškindami kiekvieno generatoriaus paskirtį ir kaip jis sąveikauja su kitais generatoriais.
• Išbandykite Savo Kodą: Kruopščiai išbandykite savo kodą, įskaitant vienetų testus ir integracijos testus.
• Naudokite Linterius ir Kodo Formatuotojus: Naudokite linterius ir kodo formatuotojus, kad užtikrintumėte kodo nuoseklumą ir kokybę.
• Apsvarstykite Bibliotekos Naudojimą: Bibliotekos, pvz., co arba iter-tools, teikia naudingas programas darbui su generatoriais ir gali supaprastinti įprastas užduotis.

Išvada

JavaScript generatoriaus funkcijos, derinamos su asinchroninio programavimo technikomis, siūlo galingą ir lankstų požiūrį į sudėtingų asinchroninių darbo eigų valdymą. Įvaldę technikas, kaip komponuoti ir koordinuoti kelis generatorius, galite sukurti švaresnį, lengviau valdomą ir lengviau prižiūrimą kodą. Nors reikia žinoti apie iššūkius ir svarstytinus dalykus, generatoriaus funkcijų naudojimo asinchroninei kompozicijai pranašumai dažnai nusveria trūkumus, ypač sudėtingose programose, kurioms reikia koordinuoti kelis asinchroninius duomenų šaltinius ar apdorojimo etapus. Eksperimentuokite su šiame įraše aprašytomis technikomis ir savo projektuose atraskite kelių generatorių koordinavimo galią.