JavaScript Async Generator Helpers: Het Beheersen van Streamcreatie en -beheer

Asynchroon programmeren in JavaScript is in de loop der jaren aanzienlijk geëvolueerd. Met de introductie van Async Generators en Async Iterators kregen ontwikkelaars krachtige tools in handen voor het verwerken van streams van asynchrone data. Nu verbeteren JavaScript Async Generator Helpers deze mogelijkheden verder, door een meer gestroomlijnde en expressieve manier te bieden om asynchrone datastreams te creëren, transformeren en beheren. Deze gids verkent de basisprincipes van Async Generator Helpers, duikt in hun functionaliteiten en demonstreert hun praktische toepassingen met duidelijke voorbeelden.

Async Generators en Iterators Begrijpen

Voordat we dieper ingaan op Async Generator Helpers, is het cruciaal om de onderliggende concepten van Async Generators en Async Iterators te begrijpen.

Async Generators

Een Async Generator is een functie die kan worden gepauzeerd en hervat, en die asynchroon waarden oplevert. Het stelt je in staat om een reeks waarden over tijd te genereren, zonder de hoofdthread te blokkeren. Async Generators worden gedefinieerd met de async function* syntaxis.

Voorbeeld:

async function* generateSequence(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simuleer een asynchrone operatie
    yield i;
  }
}

// Gebruik
const sequence = generateSequence(1, 5);

Async Iterators

Een Async Iterator is een object met een next()-methode, die een promise retourneert die resulteert in een object met de volgende waarde in de reeks en een done-eigenschap die aangeeft of de reeks is uitgeput. Async Iterators worden geconsumeerd met for await...of lussen.

Voorbeeld:

async function* generateSequence(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500));
    yield i;
  }
}

async function consumeSequence() {
  const sequence = generateSequence(1, 5);
  for await (const value of sequence) {
    console.log(value);
  }
}

consumeSequence();

Introductie van Async Generator Helpers

Async Generator Helpers zijn een set methoden die de functionaliteit van Async Generator-prototypes uitbreiden. Ze bieden handige manieren om asynchrone datastreams te manipuleren, waardoor code leesbaarder en onderhoudbaarder wordt. Deze helpers werken 'lazy', wat betekent dat ze data alleen verwerken wanneer het nodig is, wat de prestaties kan verbeteren.

De volgende Async Generator Helpers zijn algemeen beschikbaar (afhankelijk van de JavaScript-omgeving en polyfills):

• map
• filter
• take
• drop
• flatMap
• reduce
• toArray
• forEach

Gedetailleerde Verkenning van Async Generator Helpers

1. `map()`

De map()-helper transformeert elke waarde in de asynchrone reeks door een opgegeven functie toe te passen. Het retourneert een nieuwe Async Generator die de getransformeerde waarden oplevert.

Syntaxis:

asyncGenerator.map(callback)

Voorbeeld: Een stream van getallen omzetten naar hun kwadraten.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 5);
  const squares = numbers.map(async (num) => {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100)); // Simuleer een asynchrone operatie
    return num * num;
  });

  for await (const square of squares) {
    console.log(square);
  }
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Stel je voor dat je gebruikersgegevens van meerdere API's ophaalt en deze gegevens moet transformeren naar een consistent formaat. map() kan worden gebruikt om asynchroon een transformatiefunctie toe te passen op elk gebruikersobject.

async function* fetchUsersFromMultipleAPIs(apiEndpoints) {
  for (const endpoint of apiEndpoints) {
    const response = await fetch(endpoint);
    const data = await response.json();
    for (const user of data) {
      yield user;
    }
  }
}

async function processUsers() {
  const apiEndpoints = [
    'https://api.example.com/users1',
    'https://api.example.com/users2'
  ];

  const users = fetchUsersFromMultipleAPIs(apiEndpoints);

  const normalizedUsers = users.map(async (user) => {
    // Normaliseer het formaat van de gebruikersdata
    return {
      id: user.userId || user.id,
      name: user.fullName || user.name,
      email: user.emailAddress || user.email
    };
  });

  for await (const normalizedUser of normalizedUsers) {
    console.log(normalizedUser);
  }
}

2. `filter()`

De filter()-helper creëert een nieuwe Async Generator die alleen de waarden uit de oorspronkelijke reeks oplevert die aan een opgegeven voorwaarde voldoen. Hiermee kun je selectief waarden opnemen in de resulterende stream.

Syntaxis:

asyncGenerator.filter(callback)

Voorbeeld: Een stream van getallen filteren om alleen even getallen op te nemen.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 10);
  const evenNumbers = numbers.filter(async (num) => {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    return num % 2 === 0;
  });

  for await (const evenNumber of evenNumbers) {
    console.log(evenNumber);
  }
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Een stream van logboekvermeldingen verwerken en vermeldingen filteren op basis van hun ernstniveau. Bijvoorbeeld, alleen fouten en waarschuwingen verwerken.

async function* readLogFile(filePath) {
  // Simuleer het asynchroon lezen van een logbestand, regel voor regel
  const logEntries = [
    { timestamp: '...', level: 'INFO', message: '...' },
    { timestamp: '...', level: 'ERROR', message: '...' },
    { timestamp: '...', level: 'WARNING', message: '...' },
    { timestamp: '...', level: 'INFO', message: '...' },
    { timestamp: '...', level: 'ERROR', message: '...' }
  ];

  for (const entry of logEntries) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
    yield entry;
  }
}

async function processLogs() {
  const logEntries = readLogFile('path/to/log/file.log');
  const errorAndWarningLogs = logEntries.filter(async (entry) => {
    return entry.level === 'ERROR' || entry.level === 'WARNING';
  });

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

3. `take()`

De take()-helper creëert een nieuwe Async Generator die alleen de eerste n waarden uit de oorspronkelijke reeks oplevert. Het is nuttig voor het beperken van het aantal items dat wordt verwerkt uit een potentieel oneindige of zeer grote stream.

Syntaxis:

asyncGenerator.take(n)

Voorbeeld: De eerste 3 getallen nemen uit een stream van getallen.

async function* generateNumbers(start) {
  let i = start;
  while (true) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i++;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1);
  const firstThree = numbers.take(3);

  for await (const num of firstThree) {
    console.log(num);
  }
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: De top 5 zoekresultaten weergeven van een asynchrone zoek-API.

async function* search(query) {
  // Simuleer het ophalen van zoekresultaten van een API
  const results = [
    { title: 'Result 1', url: '...' },
    { title: 'Result 2', url: '...' },
    { title: 'Result 3', url: '...' },
    { title: 'Result 4', url: '...' },
    { title: 'Result 5', url: '...' },
    { title: 'Result 6', url: '...' }
  ];

  for (const result of results) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    yield result;
  }
}

async function displayTopSearchResults(query) {
  const searchResults = search(query);
  const top5Results = searchResults.take(5);

  for await (const result of top5Results) {
    console.log(result);
  }
}

4. `drop()`

De drop()-helper creëert een nieuwe Async Generator die de eerste n waarden uit de oorspronkelijke reeks overslaat en de resterende waarden oplevert. Het is het tegenovergestelde van take() en is nuttig voor het negeren van de beginstukken van een stream.

Syntaxis:

asyncGenerator.drop(n)

Voorbeeld: De eerste 2 getallen weglaten uit een stream van getallen.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 5);
  const remainingNumbers = numbers.drop(2);

  for await (const num of remainingNumbers) {
    console.log(num);
  }
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Paginering toepassen op een grote dataset die wordt opgehaald van een API, waarbij de reeds weergegeven resultaten worden overgeslagen.

async function* fetchData(url, pageSize, pageNumber) {
  const offset = (pageNumber - 1) * pageSize;
  // Simuleer het ophalen van data met een offset
  const data = [
    { id: 1, name: 'Item 1' },
    { id: 2, name: 'Item 2' },
    { id: 3, name: 'Item 3' },
    { id: 4, name: 'Item 4' },
    { id: 5, name: 'Item 5' },
    { id: 6, name: 'Item 6' },
    { id: 7, name: 'Item 7' },
    { id: 8, name: 'Item 8' }
  ];

  const pageData = data.slice(offset, offset + pageSize);

  for (const item of pageData) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    yield item;
  }
}

async function displayPage(pageNumber) {
  const pageSize = 3;
  const allData = fetchData('api/data', pageSize, pageNumber);
  const page = allData.drop((pageNumber - 1) * pageSize);  // sla items van vorige pagina's over

  const results = page.take(pageSize);


  for await (const item of results) {
    console.log(item);
  }
}

// Voorbeeldgebruik
displayPage(2);

5. `flatMap()`

De flatMap()-helper transformeert elke waarde in de asynchrone reeks door een functie toe te passen die een Async Iterable retourneert. Vervolgens vlakt het de resulterende Async Iterable af tot een enkele Async Generator. Dit is nuttig om elke waarde om te zetten in een stream van waarden en die streams vervolgens te combineren.

Syntaxis:

asyncGenerator.flatMap(callback)

Voorbeeld: Een stream van zinnen omzetten in een stream van woorden.

async function* generateSentences() {
  const sentences = [
    'This is the first sentence.',
    'This is the second sentence.',
    'This is the third sentence.'
  ];

  for (const sentence of sentences) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield sentence;
  }
}

async function* stringToWords(sentence) {
    const words = sentence.split(' ');
    for (const word of words) {
        await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
        yield word;
    }
}

async function processSentences() {
  const sentences = generateSentences();
  const words = sentences.flatMap(async (sentence) => {
      return stringToWords(sentence);
  });

  for await (const word of words) {
    console.log(word);
  }
}

processSentences();

Praktijkvoorbeeld: Reacties voor meerdere blogposts ophalen en deze combineren tot één enkele stream voor verwerking.

async function* fetchBlogPostIds() {
  const blogPostIds = [1, 2, 3]; // Simuleer het ophalen van blogpost-ID's van een API
  for (const id of blogPostIds) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    yield id;
  }
}

async function* fetchCommentsForPost(postId) {
  // Simuleer het ophalen van reacties voor een blogpost van een API
  const comments = [
    { postId: postId, text: `Comment 1 for post ${postId}` },
    { postId: postId, text: `Comment 2 for post ${postId}` }
  ];
  for (const comment of comments) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
    yield comment;
  }
}

async function processComments() {
  const postIds = fetchBlogPostIds();
  const allComments = postIds.flatMap(async (postId) => {
    return fetchCommentsForPost(postId);
  });

  for await (const comment of allComments) {
    console.log(comment);
  }
}

6. `reduce()`

De reduce()-helper past een functie toe op een accumulator en elke waarde van de Async Generator (van links naar rechts) om deze te reduceren tot één enkele waarde. Dit is nuttig voor het aggregeren van data uit een asynchrone stream.

Syntaxis:

asyncGenerator.reduce(callback, initialValue)

Voorbeeld: De som van getallen in een stream berekenen.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 5);
  const sum = await numbers.reduce(async (accumulator, num) => {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    return accumulator + num;
  }, 0);

  console.log('Sum:', sum);
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: De gemiddelde reactietijd van een reeks API-aanroepen berekenen.

async function* fetchResponseTimes(apiEndpoints) {
  for (const endpoint of apiEndpoints) {
    const startTime = Date.now();
    try {
      await fetch(endpoint);
      const endTime = Date.now();
      const responseTime = endTime - startTime;
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
      yield responseTime;
    } catch (error) {
      console.error(`Error fetching ${endpoint}: ${error}`);
      yield 0; // Of handel de fout op de juiste manier af
    }
  }
}

async function calculateAverageResponseTime() {
  const apiEndpoints = [
    'https://api.example.com/endpoint1',
    'https://api.example.com/endpoint2',
    'https://api.example.com/endpoint3'
  ];
  const responseTimes = fetchResponseTimes(apiEndpoints);

  let count = 0;
  const sum = await responseTimes.reduce(async (accumulator, time) => {
    count++;
    return accumulator + time;
  }, 0);

  const average = count > 0 ? sum / count : 0;
  console.log(`Average response time: ${average} ms`);
}

7. `toArray()`

De toArray()-helper consumeert de Async Generator en retourneert een promise die resulteert in een array met alle waarden die door de generator zijn opgeleverd. Dit is handig wanneer je alle waarden uit de stream moet verzamelen in één array voor verdere verwerking.

Syntaxis:

asyncGenerator.toArray()

Voorbeeld: Getallen uit een stream verzamelen in een array.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 5);
  const numberArray = await numbers.toArray();

  console.log('Number Array:', numberArray);
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Alle items van een gepagineerde API verzamelen in één array voor client-side filtering of sortering.

async function* fetchAllItems(apiEndpoint) {
    let pageNumber = 1;
    const pageSize = 100;  // Pas aan op basis van de pagineringslimieten van de API

    while (true) {
        const url = `${apiEndpoint}?page=${pageNumber}&pageSize=${pageSize}`;
        const response = await fetch(url);
        const data = await response.json();

        if (!data || data.length === 0) {
            break; // Geen data meer
        }

        for (const item of data) {
            await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
            yield item;
        }

        pageNumber++;
    }
}

async function processAllItems() {
    const apiEndpoint = 'https://api.example.com/items';
    const allItems = fetchAllItems(apiEndpoint);
    const itemsArray = await allItems.toArray();

    console.log(`Fetched ${itemsArray.length} items.`);
    // Verdere verwerking kan worden uitgevoerd op de `itemsArray`
}

8. `forEach()`

De forEach()-helper voert een opgegeven functie eenmaal uit voor elke waarde in de Async Generator. In tegenstelling tot andere helpers retourneert forEach() geen nieuwe Async Generator; het wordt gebruikt voor het uitvoeren van neveneffecten op elke waarde.

Syntaxis:

asyncGenerator.forEach(callback)

Voorbeeld: Elk getal in een stream naar de console loggen.

async function* generateNumbers(start, end) {
  for (let i = start; i <= end; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    yield i;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1, 5);
  await numbers.forEach(async (num) => {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    console.log('Number:', num);
  });
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Realtime updates naar een gebruikersinterface sturen terwijl data uit een stream wordt verwerkt.

async function* fetchRealTimeData(dataSource) {
    // Simuleer het ophalen van realtime data (bijv. aandelenkoersen).
    const dataStream = [
      { timestamp: new Date(), price: 100 },
      { timestamp: new Date(), price: 101 },
      { timestamp: new Date(), price: 102 }
    ];
    for (const dataPoint of dataStream) {
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500));
      yield dataPoint;
    }
}

async function updateUI() {
  const realTimeData = fetchRealTimeData('stock-api');
  await realTimeData.forEach(async (data) => {
    // Simuleer het bijwerken van de UI
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    console.log(`Updating UI with data: ${JSON.stringify(data)}`);
    // Code om de UI daadwerkelijk bij te werken zou hier komen.
  });
}

Async Generator Helpers Combineren voor Complexe Datapijplijnen

De ware kracht van Async Generator Helpers ligt in hun vermogen om aan elkaar gekoppeld te worden om complexe datapijplijnen te creëren. Dit stelt je in staat om meerdere transformaties en operaties op een asynchrone stream uit te voeren op een beknopte en leesbare manier.

Voorbeeld: Een stream van getallen filteren om alleen even getallen op te nemen, deze vervolgens te kwadrateren, en ten slotte de eerste 3 resultaten te nemen.

async function* generateNumbers(start) {
  let i = start;
  while (true) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    yield i++;
  }
}

async function processNumbers() {
  const numbers = generateNumbers(1);

  const processedNumbers = numbers
    .filter(async (num) => num % 2 === 0)
    .map(async (num) => num * num)
    .take(3);

  for await (const num of processedNumbers) {
    console.log(num);
  }
}

processNumbers();

Praktijkvoorbeeld: Gebruikersgegevens ophalen, gebruikers filteren op basis van hun locatie, hun gegevens transformeren om alleen relevante velden op te nemen, en vervolgens de eerste 10 gebruikers op een kaart weergeven.

async function* fetchUsers() {
  // Simuleer het ophalen van gebruikers uit een database of API
  const users = [
    { id: 1, name: 'John Doe', location: 'New York', email: 'john.doe@example.com' },
    { id: 2, name: 'Jane Smith', location: 'London', email: 'jane.smith@example.com' },
    { id: 3, name: 'Ken Tan', location: 'Singapore', email: 'ken.tan@example.com' },
    { id: 4, name: 'Alice Jones', location: 'New York', email: 'alice.jones@example.com' },
    { id: 5, name: 'Bob Williams', location: 'London', email: 'bob.williams@example.com' },
    { id: 6, name: 'Siti Rahman', location: 'Singapore', email: 'siti.rahman@example.com' },
    { id: 7, name: 'Ahmed Khan', location: 'Dubai', email: 'ahmed.khan@example.com' },
    { id: 8, name: 'Maria Garcia', location: 'Madrid', email: 'maria.garcia@example.com' },
    { id: 9, name: 'Li Wei', location: 'Shanghai', email: 'li.wei@example.com' },
    { id: 10, name: 'Hans Müller', location: 'Berlin', email: 'hans.muller@example.com' },
    { id: 11, name: 'Emily Chen', location: 'Sydney', email: 'emily.chen@example.com' }
  ];

  for (const user of users) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
    yield user;
  }
}

async function displayUsersOnMap(location, maxUsers) {
  const users = fetchUsers();

  const usersForMap = users
    .filter(async (user) => user.location === location)
    .map(async (user) => ({
      id: user.id,
      name: user.name,
      location: user.location
    }))
    .take(maxUsers);

  console.log(`Displaying up to ${maxUsers} users from ${location} on the map:`);
  for await (const user of usersForMap) {
    console.log(user);
  }
}

// Voorbeeldgebruik:
displayUsersOnMap('New York', 2);
displayUsersOnMap('London', 5);

Polyfills en Browserondersteuning

Ondersteuning voor Async Generator Helpers kan variëren afhankelijk van de JavaScript-omgeving. Als je oudere browsers of omgevingen moet ondersteunen, moet je mogelijk polyfills gebruiken. Een polyfill biedt de ontbrekende functionaliteit door deze in JavaScript te implementeren. Er zijn verschillende polyfill-bibliotheken beschikbaar voor Async Generator Helpers, zoals core-js.

Voorbeeld met core-js:

// Importeer de benodigde polyfills
require('core-js/features/async-iterator/map');
require('core-js/features/async-iterator/filter');
// ... importeer andere benodigde helpers

Foutafhandeling

Bij het werken met asynchrone operaties is het cruciaal om fouten correct af te handelen. Met Async Generator Helpers kan foutafhandeling worden gedaan met try...catch-blokken binnen de asynchrone functies die in de helpers worden gebruikt.

Voorbeeld: Fouten afhandelen bij het ophalen van data binnen een map()-operatie.

async function* fetchData(urls) {
  for (const url of urls) {
    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 null; // Of handel de fout op de juiste manier af, bijv. door een foutobject op te leveren
    }
  }
}

async function processData() {
  const urls = [
    'https://api.example.com/data1',
    'https://api.example.com/data2',
    'https://api.example.com/data3'
  ];

  const dataStream = fetchData(urls);

  const processedData = dataStream.map(async (data) => {
    if (data === null) {
      return null; // Propageer de fout
    }
    // Verwerk de data
    return data;
  });

  for await (const item of processedData) {
    if (item === null) {
      console.log('Skipping item due to error');
      continue;
    }
    console.log('Processed Item:', item);
  }
}

processData();

Best Practices en Overwegingen

• Luie Evaluatie: Async Generator Helpers worden 'lui' geëvalueerd, wat betekent dat ze data alleen verwerken wanneer erom wordt gevraagd. Dit kan de prestaties verbeteren, vooral bij het werken met grote datasets.
• Foutafhandeling: Handel fouten altijd correct af binnen de asynchrone functies die in de helpers worden gebruikt.
• Polyfills: Gebruik polyfills indien nodig om oudere browsers of omgevingen te ondersteunen.
• Leesbaarheid: Gebruik beschrijvende variabelenamen en commentaar om je code leesbaarder en onderhoudbaarder te maken.
• Prestaties: Wees je bewust van de prestatie-implicaties van het koppelen van meerdere helpers. Hoewel 'luiheid' helpt, kan overmatig koppelen nog steeds overhead introduceren.

Conclusie

JavaScript Async Generator Helpers bieden een krachtige en elegante manier om asynchrone datastreams te creëren, transformeren en beheren. Door gebruik te maken van deze helpers kunnen ontwikkelaars beknoptere, leesbaardere en onderhoudbaardere code schrijven voor het afhandelen van complexe asynchrone operaties. Het begrijpen van de basisprincipes van Async Generators en Iterators, samen met de functionaliteiten van elke helper, is essentieel om deze tools effectief te gebruiken in real-world applicaties. Of je nu datapijplijnen bouwt, realtime data verwerkt of asynchrone API-reacties afhandelt, Async Generator Helpers kunnen je code aanzienlijk vereenvoudigen en de algehele efficiëntie verbeteren.