Obvladovanje asinhronih generatorskih pomočnikov v JavaScriptu: Pripomočki za tokove za sodobni razvoj

Asinhroni generatorski pomočniki v JavaScriptu, predstavljeni v ES2023, zagotavljajo zmogljiva in intuitivna orodja za delo z asinhronimi tokovi podatkov. Ti pripomočki poenostavljajo običajne naloge obdelave podatkov, zaradi česar je vaša koda bolj berljiva, vzdržljiva in učinkovita. Ta obsežen vodnik raziskuje te pomočnike ter ponuja praktične primere in vpoglede za razvijalce vseh ravni.

Kaj so asinhroni generatorji in asinhroni iteratorji?

Preden se poglobimo v pomočnike, na kratko ponovimo asihrone generatorje in asihrone iteratorje. Asinhroni generator je funkcija, ki lahko zaustavi izvajanje in vrne asinhrone vrednosti. Vrne asinhroni iterator, ki omogoča asinhrono iteracijo po teh vrednostih.

Tu je osnovni primer:

            
async function* generateNumbers(max) {
  for (let i = 0; i < max; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simulate async operation
    yield i;
  }
}

async function main() {
  const numberStream = generateNumbers(5);

  for await (const number of numberStream) {
    console.log(number); // Output: 0, 1, 2, 3, 4 (with delays)
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

V tem primeru je `generateNumbers` asinhrona generatorska funkcija. Vrača števila od 0 do `max` (izključno), s 500ms zakasnitvijo med vsakim vračanjem. Zanka `for await...of` iterira po asinhronem iteratorju, ki ga vrne `generateNumbers`.

Predstavitev asinhronih generatorskih pomočnikov

Asinhroni generatorski pomočniki razširjajo funkcionalnost asinhronih iteratorjev in ponujajo metode za preoblikovanje, filtriranje in nadzorovanje pretoka podatkov znotraj asinhronih tokov. Ti pomočniki so zasnovani tako, da jih je mogoče sestavljati, kar vam omogoča veriženje operacij za kompleksne cevovode za obdelavo podatkov.

Ključni asinhroni generatorski pomočniki so:

• `AsyncIterator.prototype.filter(predicate)`: Ustvari nov asinhroni iterator, ki vrača samo vrednosti, za katere funkcija `predicate` vrne resnično (truthy) vrednost.
• `AsyncIterator.prototype.map(transform)`: Ustvari nov asinhroni iterator, ki vrača rezultate klicanja funkcije `transform` na vsaki vrednosti.
• `AsyncIterator.prototype.take(limit)`: Ustvari nov asinhroni iterator, ki vrača samo prvih `limit` vrednosti.
• `AsyncIterator.prototype.drop(amount)`: Ustvari nov asinhroni iterator, ki preskoči prvih `amount` vrednosti.
• `AsyncIterator.prototype.forEach(callback)`: Izvede podano funkcijo enkrat za vsako vrednost iz asinhronih iteratorja. To je terminalna operacija (porabi iterator).
• `AsyncIterator.prototype.toArray()`: Zbere vse vrednosti iz asinhronih iteratorja v polje (array). To je terminalna operacija.
• `AsyncIterator.prototype.reduce(reducer, initialValue)`: Uporabi funkcijo na akumulatorju in vsaki vrednosti asinhronih iteratorja, da jo zreducira na eno samo vrednost. To je terminalna operacija.
• `AsyncIterator.from(iterable)`: Ustvari asinhroni iterator iz sinhronega ali drugega asinhronega iterable objekta.

Praktični primeri

Raziščimo te pomočnike s praktičnimi primeri.

Filtriranje podatkov z `filter()`

Recimo, da imate asinhroni generator, ki vrača tok senzorskih odčitkov, in želite izfiltrirati odčitke, ki so pod določenim pragom.

            
async function* getSensorReadings() {
  // Simulate fetching sensor data from a remote source
  yield 20;
  yield 15;
  yield 25;
  yield 10;
  yield 30;
}

async function main() {
  const readings = getSensorReadings();
  const filteredReadings = readings.filter(reading => reading >= 20);

  for await (const reading of filteredReadings) {
    console.log(reading); // Output: 20, 25, 30
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Pomočnik `filter()` ustvari nov asinhroni iterator, ki vrača samo odčitke, večje ali enake 20.

Preoblikovanje podatkov z `map()`

Recimo, da imate asinhroni generator, ki vrača temperature v Celzijevih stopinjah, in jih želite pretvoriti v Fahrenheite.

            
async function* getCelsiusTemperatures() {
  yield 0;
  yield 10;
  yield 20;
  yield 30;
}

async function main() {
  const celsiusTemperatures = getCelsiusTemperatures();
  const fahrenheitTemperatures = celsiusTemperatures.map(celsius => (celsius * 9/5) + 32);

  for await (const fahrenheit of fahrenheitTemperatures) {
    console.log(fahrenheit); // Output: 32, 50, 68, 86
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Pomočnik `map()` uporabi funkcijo za pretvorbo iz Celzija v Fahrenheit na vsaki vrednosti temperature.

Omejevanje podatkov z `take()`

Če potrebujete samo določeno število vrednosti iz asinhronih generatorja, lahko uporabite pomočnika `take()`.

            
async function* getLogEntries() {
  // Simulate reading log entries from a file
  yield 'Log entry 1';
  yield 'Log entry 2';
  yield 'Log entry 3';
  yield 'Log entry 4';
  yield 'Log entry 5';
}

async function main() {
  const logEntries = getLogEntries();
  const firstThreeEntries = logEntries.take(3);

  for await (const entry of firstThreeEntries) {
    console.log(entry); // Output: Log entry 1, Log entry 2, Log entry 3
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Pomočnik `take(3)` omeji izpis na prve tri dnevniške zapise.

Preskakovanje podatkov z `drop()`

Pomočnik `drop()` vam omogoča, da preskočite določeno število vrednosti z začetka asinhronih iteratorja.

            
async function* getItems() {
  yield 'Item 1';
  yield 'Item 2';
  yield 'Item 3';
  yield 'Item 4';
  yield 'Item 5';
}

async function main() {
  const items = getItems();
  const remainingItems = items.drop(2);

  for await (const item of remainingItems) {
    console.log(item); // Output: Item 3, Item 4, Item 5
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Pomočnik `drop(2)` preskoči prva dva elementa.

Izvajanje stranskih učinkov z `forEach()`

Pomočnik `forEach()` vam omogoča izvedbo povratne (callback) funkcije za vsak element v asinhronem iteratorju. Pomembno si je zapomniti, da je to terminalna operacija; po klicu `forEach` je iterator porabljen.

            
async function* getDataPoints() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

async function main() {
  const dataPoints = getDataPoints();

  await dataPoints.forEach(dataPoint => {
    console.log(`Processing data point: ${dataPoint}`);
  });

  // The iterator is now consumed.
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Zbiranje vrednosti v polje z `toArray()`

Pomočnik `toArray()` zbere vse vrednosti iz asinhronih iteratorja v polje (array). To je prav tako terminalna operacija.

            
async function* getFruits() {
  yield 'apple';
  yield 'banana';
  yield 'orange';
}

async function main() {
  const fruits = getFruits();
  const fruitArray = await fruits.toArray();

  console.log(fruitArray); // Output: ['apple', 'banana', 'orange']
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Reduciranje vrednosti na en sam rezultat z `reduce()`

Pomočnik `reduce()` uporabi funkcijo na akumulatorju in vsaki vrednosti asinhronih iteratorja, da jo zreducira na eno samo vrednost. To je terminalna operacija.

            
async function* getNumbers() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
  yield 4;
}

async function main() {
  const numbers = getNumbers();
  const sum = await numbers.reduce((accumulator, currentValue) => accumulator + currentValue, 0);

  console.log(sum); // Output: 10
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Ustvarjanje asinhronih iteratorjev iz obstoječih iterable objektov z `from()`

Pomočnik `from()` vam omogoča enostavno ustvarjanje asinhronih iteratorja iz sinhronega iterable objekta (kot je polje) ali drugega asinhronega iterable objekta.

            
async function main() {
  const syncArray = [1, 2, 3];
  const asyncIteratorFromArray = AsyncIterator.from(syncArray);

  for await (const number of asyncIteratorFromArray) {
    console.log(number); // Output: 1, 2, 3
  }

  async function* asyncGenerator() {
    yield 4;
    yield 5;
    yield 6;
  }

  const asyncIteratorFromGenerator = AsyncIterator.from(asyncGenerator());

  for await (const number of asyncIteratorFromGenerator) {
    console.log(number); // Output: 4, 5, 6
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Sestavljanje asinhronih generatorskih pomočnikov

Prava moč asinhronih generatorskih pomočnikov je v njihovi zmožnosti sestavljanja. Več pomočnikov lahko povežete v verigo in tako ustvarite kompleksne cevovode za obdelavo podatkov.

Na primer, recimo, da želite pridobiti podatke o uporabnikih iz API-ja, izfiltrirati neaktivne uporabnike in nato izvleči njihove e-poštne naslove.

            
async function* fetchUsers() {
  // Simulate fetching user data from an API
  yield { id: 1, name: 'Alice', email: 'alice@example.com', active: true };
  yield { id: 2, name: 'Bob', email: 'bob@example.com', active: false };
  yield { id: 3, name: 'Charlie', email: 'charlie@example.com', active: true };
  yield { id: 4, name: 'David', email: 'david@example.com', active: false };
}

async function main() {
  const users = fetchUsers();

  const activeUserEmails = users
    .filter(user => user.active)
    .map(user => user.email);

  for await (const email of activeUserEmails) {
    console.log(email); // Output: alice@example.com, charlie@example.com
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Ta primer veriži `filter()` in `map()` za učinkovito obdelavo toka podatkov o uporabnikih.

Obravnavanje napak

Pri delu z asinhronimi generatorskimi pomočniki je pomembno pravilno obravnavati napake. Uporabite lahko bloke `try...catch` za lovljenje izjem, ki so sprožene znotraj generatorja ali pomožnih funkcij.

            
async function* generateData() {
  yield 1;
  yield 2;
  throw new Error('Something went wrong!');
  yield 3;
}

async function main() {
  const dataStream = generateData();

  try {
    for await (const data of dataStream) {
      console.log(data);
    }
  } catch (error) {
    console.error(`Error: ${error.message}`);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

Primeri uporabe in globalna aplikacija

Asinhroni generatorski pomočniki so uporabni v širokem spektru scenarijev, še posebej pri delu z velikimi nabori podatkov ali asinhronimi viri podatkov. Tu je nekaj primerov:

• Obdelava podatkov v realnem času: Obdelava pretočnih podatkov iz naprav interneta stvari (IoT) ali finančnih trgov. Na primer, sistem za spremljanje kakovosti zraka v mestih po svetu bi lahko uporabljal asihrone generatorske pomočnike za filtriranje napačnih odčitkov in izračun drsečih povprečij.
• Cevovodi za vnos podatkov: Preoblikovanje in preverjanje podatkov med vnosom iz različnih virov v podatkovno bazo. Predstavljajte si globalno e-trgovinsko platformo, ki uporablja te pomočnike za čiščenje in standardizacijo opisov izdelkov različnih prodajalcev.
• Obdelava velikih datotek: Branje in obdelava velikih datotek po delih, ne da bi celotno datoteko naložili v pomnilnik. Projekt, ki analizira globalne podnebne podatke, shranjene v ogromnih datotekah CSV, bi imel od tega koristi.
• Paginacija API-jev: Učinkovito obravnavanje paginiranih odzivov API-ja. Orodje za analitiko družbenih medijev, ki pridobiva podatke z več platform z različnimi shemami paginacije, bi lahko izkoristilo asihrone generatorske pomočnike za poenostavitev postopka.
• Server-Sent Events (SSE) in WebSockets: Upravljanje podatkovnih tokov v realnem času s strežnikov. Storitev za prevajanje v živo, ki prejema besedilo od govorca v enem jeziku in pretaka prevedeno besedilo uporabnikom po vsem svetu, bi lahko uporabljala te pomočnike.

Najboljše prakse

• Razumevanje pretoka podatkov: Vizualizirajte, kako podatki tečejo skozi vaše cevovode z asinhronimi generatorji, da optimizirate delovanje.
• Elegantno obravnavanje napak: Implementirajte robustno obravnavanje napak, da preprečite nepričakovane zrušitve aplikacije.
• Uporabite ustrezne pomočnike: Izberite najprimernejše pomočnike za vaše specifične potrebe po obdelavi podatkov. Izogibajte se preveč zapletenim verigam pomočnikov, če obstajajo enostavnejše rešitve.
• Temeljito testirajte: Napišite enotske teste, da zagotovite pravilno delovanje vaših cevovodov z asinhronimi generatorji. Posebno pozornost posvetite robnim primerom in stanjem napak.
• Upoštevajte zmogljivost: Čeprav asinhroni generatorski pomočniki izboljšajo berljivost, bodite pozorni na morebitne posledice za zmogljivost pri delu z izjemno velikimi nabori podatkov. Po potrebi merite in optimizirajte svojo kodo.

Alternative

Čeprav asinhroni generatorski pomočniki zagotavljajo priročen način za delo z asinhronimi tokovi, obstajajo tudi alternativne knjižnice in pristopi:

• RxJS (Reactive Extensions for JavaScript): Zmogljiva knjižnica za reaktivno programiranje, ki ponuja bogat nabor operatorjev za preoblikovanje in sestavljanje asinhronih podatkovnih tokov. RxJS je bolj zapleten kot asinhroni generatorski pomočniki, vendar ponuja večjo prilagodljivost in nadzor.
• Highland.js: Še ena knjižnica za obdelavo tokov v JavaScriptu, ki ponuja bolj funkcionalen pristop k delu z asinhronimi podatki.
• Tradicionalne zanke `for await...of`: Podobne rezultate lahko dosežete z uporabo tradicionalnih zank `for await...of` z ročno logiko obdelave podatkov. Vendar pa ta pristop lahko vodi do bolj zgovorne in težje vzdrževane kode.

Zaključek

Asinhroni generatorski pomočniki v JavaScriptu ponujajo zmogljiv in eleganten način za delo z asinhronimi tokovi podatkov. Z razumevanjem teh pomočnikov in njihove zmožnosti sestavljanja lahko pišete bolj berljivo, vzdržljivo in učinkovito kodo za širok spekter aplikacij. Sprejemanje teh sodobnih pripomočkov za tokove vas bo opolnomočilo za samozavestno reševanje zapletenih izzivov obdelave podatkov in izboljšalo vaše razvojne spretnosti v JavaScriptu v današnjem dinamičnem, globalno povezanem svetu.