JavaScript asinhronā iteratora palīgs: apgūstam asinhrono straumju kombinēšanu ar Zip

Asinhronā programmēšana ir mūsdienu JavaScript izstrādes stūrakmens, kas ļauj mums apstrādāt operācijas, kuras nebloķē galveno pavedienu. Līdz ar asinhrono iteratoru un ģeneratoru ieviešanu asinhrono datu straumju apstrāde ir kļuvusi pārvaldāmāka un elegantāka. Tagad, ar asinhrono iteratoru palīgu parādīšanos, mēs iegūstam vēl jaudīgākus rīkus šo straumju manipulēšanai. Viens īpaši noderīgs palīgs ir zip funkcija, kas ļauj mums apvienot vairākas asinhronās straumes vienā kortežu straumē. Šis bloga ieraksts dziļi iedziļinās zip palīgā, izpētot tā funkcionalitāti, lietošanas gadījumus un praktiskus piemērus.

Izpratne par asinhronajiem iteratoriem un ģeneratoriem

Pirms iedziļināties zip palīgā, īsi atkārtosim, kas ir asinhronie iteratori un ģeneratori:

• Asinhronie iteratori: Objekts, kas atbilst iteratora protokolam, bet darbojas asinhroni. Tam ir next() metode, kas atgriež solījumu (promise), kurš atrisinās par iteratora rezultāta objektu ({ value: any, done: boolean }).
• Asinhronie ģeneratori: Funkcijas, kas atgriež asinhrono iteratoru objektus. Tās izmanto async un yield atslēgvārdus, lai asinhroni radītu vērtības.

Šeit ir vienkāršs asinhronā ģeneratora piemērs:

async function* generateNumbers(count) {
  for (let i = 0; i < count; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100)); // Simulē asinhronu operāciju
    yield i;
  }
}

Šis ģenerators atgriež skaitļus no 0 līdz count - 1, ar 100 ms aizkavi starp katru atgriešanu.

Iepazīstinām ar asinhronā iteratora palīgu: Zip

zip palīgs ir statiska metode, kas pievienota AsyncIterator prototipam (vai pieejama kā globāla funkcija, atkarībā no vides). Tā pieņem vairākus asinhronos iteratorus (vai asinhronos iterējamos objektus) kā argumentus un atgriež jaunu asinhrono iteratoru. Šis jaunais iterators atgriež masīvus (kortežus), kur katrs elements masīvā nāk no attiecīgā ievades iteratora. Iterācija apstājas, kad kāds no ievades iteratoriem ir izsmelts.

Būtībā zip apvieno vairākas asinhronās straumes sinhronā veidā, līdzīgi kā savienojot divus rāvējslēdzējus. Tas ir īpaši noderīgi, ja nepieciešams vienlaicīgi apstrādāt datus no vairākiem avotiem.

Sintakse

AsyncIterator.zip(iterator1, iterator2, ..., iteratorN);

Atgrieztā vērtība

Asinhronais iterators, kas atgriež vērtību masīvus, kur katra vērtība tiek ņemta no attiecīgā ievades iteratora. Ja kāds no ievades iteratoriem jau ir aizvērts vai izraisa kļūdu, arī rezultējošais iterators tiks aizvērts vai izraisīs kļūdu.

Lietošanas gadījumi asinhronā iteratora palīgam Zip

zip palīgs paver daudzveidīgas un jaudīgas lietošanas iespējas. Šeit ir daži izplatīti scenāriji:

1. Datu apvienošana no vairākiem API: Iedomājieties, ka jums ir jāiegūst dati no diviem dažādiem API un jāapvieno rezultāti, pamatojoties uz kopīgu atslēgu (piemēram, lietotāja ID). Jūs varat izveidot asinhronos iteratorus katra API datu straumei un pēc tam izmantot zip, lai tos apstrādātu kopā.
2. Reāllaika datu straumju apstrāde: Lietojumprogrammās, kas strādā ar reāllaika datiem (piemēram, finanšu tirgi, sensoru dati), var būt vairākas atjauninājumu straumes. zip var palīdzēt jums korelēt šos atjauninājumus reāllaikā. Piemēram, apvienojot pirkšanas un pārdošanas cenas no dažādām biržām, lai aprēķinātu vidējo cenu.
3. Paralēla datu apstrāde: Ja jums ir vairāki asinhroni uzdevumi, kas jāveic ar saistītiem datiem, varat izmantot zip, lai koordinētu izpildi un apvienotu rezultātus.
4. Lietotāja saskarnes atjauninājumu sinhronizēšana: Front-end izstrādē var būt vairākas asinhronas operācijas, kurām jāpabeidzas pirms lietotāja saskarnes atjaunināšanas. zip var palīdzēt sinhronizēt šīs operācijas un izsaukt lietotāja saskarnes atjaunināšanu, kad visas operācijas ir pabeigtas.

Praktiski piemēri

Ilustrēsim zip palīga darbību ar dažiem praktiskiem piemēriem.

1. piemērs: Divu asinhrono ģeneratoru savienošana (zipping)

Šis piemērs demonstrē, kā savienot divus vienkāršus asinhronos ģeneratorus, kas rada skaitļu un burtu secības:

async function* generateNumbers(count) {
  for (let i = 1; i <= count; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
    yield i;
  }
}

async function* generateLetters(count) {
  const letters = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';
  for (let i = 0; i < count; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 75));
    yield letters[i];
  }
}

async function main() {
  const numbers = generateNumbers(5);
  const letters = generateLetters(5);

  const zipped = AsyncIterator.zip(numbers, letters);

  for await (const [number, letter] of zipped) {
    console.log(`Number: ${number}, Letter: ${letter}`);
  }
}

main();
// Gaidāmā izvade (secība var nedaudz atšķirties asinhronās dabas dēļ):
// Number: 1, Letter: a
// Number: 2, Letter: b
// Number: 3, Letter: c
// Number: 4, Letter: d
// Number: 5, Letter: e

2. piemērs: Datu apvienošana no diviem imitētiem (mock) API

Šis piemērs simulē datu iegūšanu no diviem dažādiem API un rezultātu apvienošanu, pamatojoties uz lietotāja ID:

async function* fetchUserData(userIds) {
  for (const userId of userIds) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    yield { userId, name: `User ${userId}`, country: (userId % 2 === 0 ? 'USA' : 'Canada') };
  }
}

async function* fetchUserPreferences(userIds) {
  for (const userId of userIds) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 150));
    yield { userId, theme: (userId % 3 === 0 ? 'dark' : 'light'), notifications: true };
  }
}

async function main() {
  const userIds = [1, 2, 3, 4, 5];
  const userData = fetchUserData(userIds);
  const userPreferences = fetchUserPreferences(userIds);

  const zipped = AsyncIterator.zip(userData, userPreferences);

  for await (const [user, preferences] of zipped) {
    if (user.userId === preferences.userId) {
      console.log(`User ID: ${user.userId}, Name: ${user.name}, Country: ${user.country}, Theme: ${preferences.theme}, Notifications: ${preferences.notifications}`);
    } else {
      console.log(`Mismatched user data for ID: ${user.userId}`);
    }
  }
}

main();
// Gaidāmā izvade:
// User ID: 1, Name: User 1, Country: Canada, Theme: light, Notifications: true
// User ID: 2, Name: User 2, Country: USA, Theme: light, Notifications: true
// User ID: 3, Name: User 3, Country: Canada, Theme: dark, Notifications: true
// User ID: 4, Name: User 4, Country: USA, Theme: light, Notifications: true
// User ID: 5, Name: User 5, Country: Canada, Theme: light, Notifications: true

3. piemērs: Darbs ar ReadableStreams

Šis piemērs parāda, kā izmantot zip palīgu ar ReadableStream instancēm. Tas ir īpaši svarīgi, strādājot ar straumēšanas datiem no tīkla vai failiem.

async function* readableStreamToAsyncGenerator(stream) {
  const reader = stream.getReader();
  try {
    while (true) {
      const { done, value } = await reader.read();
      if (done) return;
      yield value;
    }
  } finally {
    reader.releaseLock();
  }
}

async function main() {
  const stream1 = new ReadableStream({
    start(controller) {
      controller.enqueue('Stream 1 - Part 1\n');
      controller.enqueue('Stream 1 - Part 2\n');
      controller.close();
    }
  });

  const stream2 = new ReadableStream({
    start(controller) {
      controller.enqueue('Stream 2 - Line A\n');
      controller.enqueue('Stream 2 - Line B\n');
      controller.enqueue('Stream 2 - Line C\n');
      controller.close();
    }
  });

  const asyncGen1 = readableStreamToAsyncGenerator(stream1);
  const asyncGen2 = readableStreamToAsyncGenerator(stream2);

  const zipped = AsyncIterator.zip(asyncGen1, asyncGen2);

  for await (const [chunk1, chunk2] of zipped) {
    console.log(`Stream 1: ${chunk1}, Stream 2: ${chunk2}`);
  }
}

main();
// Gaidāmā izvade (secība var atšķirties):
// Stream 1: Stream 1 - Part 1\n, Stream 2: Stream 2 - Line A\n
// Stream 1: Stream 1 - Part 2\n, Stream 2: Stream 2 - Line B\n
// Stream 1: undefined, Stream 2: Stream 2 - Line C\n

Svarīgas piezīmes par ReadableStreams: Kad viena straume beidzas pirms otras, zip palīgs turpinās iterēt, līdz visas straumes ir izsmeltas. Tādēļ jūs varat sastapties ar undefined vērtībām straumēm, kas jau ir pabeigtas. Kļūdu apstrāde readableStreamToAsyncGenerator funkcijā ir kritiski svarīga, lai novērstu neapstrādātus noraidījumus (unhandled rejections) un nodrošinātu pareizu straumes aizvēršanu.

Kļūdu apstrāde

Strādājot ar asinhronām operācijām, stabila kļūdu apstrāde ir būtiska. Lūk, kā apstrādāt kļūdas, izmantojot zip palīgu:

• Try-Catch bloki: Ietveriet for await...of ciklu try-catch blokā, lai notvertu jebkādus izņēmumus, ko varētu izmest iteratori.
• Kļūdu izplatīšana: Ja kāds no ievades iteratoriem izraisa kļūdu, zip palīgs izplatīs šo kļūdu uz rezultējošo iteratoru. Pārliecinieties, ka šīs kļūdas tiek apstrādātas pienācīgi, lai novērstu lietojumprogrammas avārijas.
• Atcelšana: Apsveriet atcelšanas atbalsta pievienošanu saviem asinhronajiem iteratoriem. Ja viens iterators neizdodas vai tiek atcelts, jūs varētu vēlēties atcelt arī pārējos iteratorus, lai izvairītos no nevajadzīga darba. Tas ir īpaši svarīgi, strādājot ar ilgstošām operācijām.

async function main() {
  async function* generateWithError(count) {
    for (let i = 0; i < count; i++) {
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
      if (i === 2) {
        throw new Error('Simulēta kļūda');
      }
      yield i;
    }
  }

  const numbers1 = generateNumbers(5);
  const numbers2 = generateWithError(5);

  try {
    const zipped = AsyncIterator.zip(numbers1, numbers2);

    for await (const [num1, num2] of zipped) {
      console.log(`Number 1: ${num1}, Number 2: ${num2}`);
    }
  } catch (error) {
    console.error(`Error: ${error.message}`);
  }
}

Saderība ar pārlūkprogrammām un Node.js

Asinhrono iteratoru palīgi ir salīdzinoši jauna funkcija JavaScript. Pārlūkprogrammu atbalsts asinhrono iteratoru palīgiem attīstās. Pārbaudiet jaunāko saderības informāciju MDN dokumentācijā. Lai atbalstītu vecākas pārlūkprogrammas, jums var būt nepieciešams izmantot polyfills vai transpilerus (piemēram, Babel).

Node.js asinhrono iteratoru palīgi ir pieejami jaunākajās versijās (parasti Node.js 18+). Pārliecinieties, ka izmantojat saderīgu Node.js versiju, lai izmantotu šīs funkcijas. Lai to izmantotu, nav nepieciešams importēt, tas ir globāls objekts.

Alternatīvas AsyncIterator.zip

Pirms AsyncIterator.zip kļuva plaši pieejams, izstrādātāji bieži paļāvās uz pielāgotām implementācijām vai bibliotēkām, lai sasniegtu līdzīgu funkcionalitāti. Šeit ir dažas alternatīvas:

• Pielāgota implementācija: Jūs varat uzrakstīt savu zip funkciju, izmantojot asinhronos ģeneratorus un solījumus (Promises). Tas dod jums pilnīgu kontroli pār implementāciju, bet prasa vairāk koda.
• Bibliotēkas kā `it-utils`: Bibliotēkas, piemēram, `it-utils` (daļa no `js-it` ekosistēmas), nodrošina palīgfunkcijas darbam ar iteratoriem, ieskaitot asinhronos iteratorus. Šīs bibliotēkas bieži piedāvā plašāku funkciju klāstu, ne tikai savienošanu (zipping).

Labākās prakses asinhrono iteratoru palīgu lietošanai

Lai efektīvi izmantotu asinhrono iteratoru palīgus, piemēram, zip, ņemiet vērā šīs labākās prakses:

• Izprotiet asinhronās operācijas: Pārliecinieties, ka jums ir stabila izpratne par asinhronās programmēšanas koncepcijām, ieskaitot solījumus (Promises), Async/Await un asinhronos iteratorus.
• Pareizi apstrādājiet kļūdas: Ieviesiet stabilu kļūdu apstrādi, lai novērstu neparedzētas lietojumprogrammas avārijas.
• Optimizējiet veiktspēju: Esiet uzmanīgi attiecībā uz asinhrono operāciju ietekmi uz veiktspēju. Izmantojiet tehnikas, piemēram, paralēlo apstrādi un kešošanu, lai uzlabotu efektivitāti.
• Apsveriet atcelšanu: Ieviesiet atcelšanas atbalstu ilgstošām operācijām, lai ļautu lietotājiem pārtraukt uzdevumus.
• Rūpīgi testējiet: Rakstiet visaptverošus testus, lai nodrošinātu, ka jūsu asinhronais kods dažādos scenārijos darbojas kā paredzēts.
• Izmantojiet aprakstošus mainīgo nosaukumus: Skaidri nosaukumi padara jūsu kodu vieglāk saprotamu un uzturamu.
• Komentējiet savu kodu: Pievienojiet komentārus, lai paskaidrotu sava koda mērķi un jebkuru neacīmredzamu loģiku.

Padziļinātas tehnikas

Kad esat apguvis asinhrono iteratoru palīgu pamatus, varat izpētīt sarežģītākas tehnikas:

• Palīgu ķēdēšana: Jūs varat savirknēt vairākus asinhrono iteratoru palīgus, lai veiktu sarežģītas datu transformācijas.
• Pielāgoti palīgi: Jūs varat izveidot savus pielāgotos asinhrono iteratoru palīgus, lai iekapsulētu atkārtoti lietojamu loģiku.
• Pretspiediena (backpressure) apstrāde: Straumēšanas lietojumprogrammās ieviesiet pretspiediena mehānismus, lai novērstu patērētāju pārslogošanu ar datiem.

Noslēgums

zip palīgs JavaScript asinhrono iteratoru palīgos nodrošina jaudīgu un elegantu veidu, kā apvienot vairākas asinhronās straumes. Izprotot tā funkcionalitāti un lietošanas gadījumus, jūs varat ievērojami vienkāršot savu asinhrono kodu un veidot efektīvākas un atsaucīgākas lietojumprogrammas. Atcerieties apstrādāt kļūdas, optimizēt veiktspēju un apsvērt atcelšanu, lai nodrošinātu sava koda stabilitāti. Tā kā asinhrono iteratoru palīgi kļūst arvien plašāk pieņemti, tie neapšaubāmi spēlēs arvien nozīmīgāku lomu mūsdienu JavaScript izstrādē.

Neatkarīgi no tā, vai jūs veidojat datu ietilpīgu tīmekļa lietojumprogrammu, reāllaika sistēmu vai Node.js serveri, zip palīgs var palīdzēt jums efektīvāk pārvaldīt asinhronās datu straumes. Eksperimentējiet ar šajā bloga ierakstā sniegtajiem piemēriem un izpētiet iespējas apvienot zip ar citiem asinhrono iteratoru palīgiem, lai pilnībā atraisītu asinhronās programmēšanas potenciālu JavaScript. Sekojiet līdzi pārlūkprogrammu un Node.js saderībai un, ja nepieciešams, izmantojiet polyfill vai transpilējiet kodu, lai sasniegtu plašāku auditoriju.

Laimīgu kodēšanu, un lai jūsu asinhronās straumes vienmēr būtu sinhronizētas!