JavaScript Generator Funksiyasi Korutini: Kooperativ Ko'p Vazifalilikni Amalga Oshirish

An'anaviy ravishda bir oqimli til sifatida tanilgan JavaScript murakkab asinxron operatsiyalar va bir vaqtda ishlashni boshqarishda ko'pincha qiyinchiliklarga duch keladi. Hodisalar tsikli va Promises hamda async/await kabi asinxron dasturlash modellari kuchli vositalarni taqdim etsa-da, ular har doim ham ma'lum stsenariylar uchun talab qilinadigan nozik nazoratni ta'minlay olmaydi. Aynan shu yerda JavaScript generator funksiyalari yordamida amalga oshiriladigan korutinlar (coroutines) ishga tushadi. Korutinlar bizga kooperativ ko'p vazifalilik shakliga erishishga imkon beradi, bu esa asinxron kodni yanada samarali boshqarishni va unumdorlikni oshirishni ta'minlaydi.

Korutinlar va Kooperativ Ko'p Vazifalilikni Tushunish

JavaScript implementatsiyasiga sho'ng'ishdan oldin, korutinlar va kooperativ ko'p vazifalilik nima ekanligini aniqlab olaylik:

• Korutin: Korutin - bu subrutina (yoki funksiya)ning umumlashmasidir. Subrutinalarga bir nuqtada kiriladi va boshqa nuqtada chiqiladi. Korutinlarga esa bir necha xil nuqtalarda kirish, chiqish va qayta davom ettirish mumkin. Bu "qayta davom ettiriladigan" ijro asosiy xususiyatdir.
• Kooperativ Ko'p Vazifalilik: Vazifalar ixtiyoriy ravishda bir-biriga boshqaruvni beradigan ko'p vazifalilik turi. Ko'pgina operatsion tizimlarda qo'llaniladigan va OS rejalashtiruvchisi vazifalarni majburan to'xtatadigan preemtiv ko'p vazifalilikdan farqli o'laroq, kooperativ ko'p vazifalilik har bir vazifaning boshqa vazifalarning ishlashiga imkon berish uchun boshqaruvni aniq topshirishiga tayanadi. Agar vazifa boshqaruvni bermasa, tizim javob bermay qolishi mumkin.

Mohiyatan, korutinlar ketma-ket ko'rinadigan, ammo bajarilishini to'xtatib turishi va keyinroq davom ettirishi mumkin bo'lgan kod yozishga imkon beradi, bu esa ularni asinxron operatsiyalarni yanada tartibli va boshqariladigan tarzda bajarish uchun ideal qiladi.

JavaScript Generator Funksiyalari: Korutinlar uchun Asos

ECMAScript 2015 (ES6) da taqdim etilgan JavaScript generator funksiyalari korutinlarni amalga oshirish mexanizmini ta'minlaydi. Generator funksiyalari - bu ijro paytida to'xtatilishi va qayta davom ettirilishi mumkin bo'lgan maxsus funksiyalardir. Ular bunga yield kalit so'zi yordamida erishadilar.

Quyida generator funksiyasining oddiy misoli keltirilgan:

            function* myGenerator() {
  console.log("First");
  yield 1;
  console.log("Second");
  yield 2;
  console.log("Third");
  return 3;
}

const iterator = myGenerator();

console.log(iterator.next()); // Natija: First, { value: 1, done: false }
console.log(iterator.next()); // Natija: Second, { value: 2, done: false }
console.log(iterator.next()); // Natija: Third, { value: 3, done: true }

            

              
                Copy
              
            
          

Misoldan asosiy xulosalar:

• Generator funksiyalari function* sintaksisi yordamida aniqlanadi.
• yield kalit so'zi funksiya ijrosini to'xtatadi va qiymat qaytaradi.
• Generator funksiyasini chaqirish kodni darhol bajarmaydi; u iterator obyektini qaytaradi.
• iterator.next() usuli funksiya ijrosini keyingi yield yoki return bayonotigacha davom ettiradi. U value (yield qilingan yoki qaytarilgan qiymat) va done (funksiya tugaganligini ko'rsatuvchi mantiqiy qiymat) bilan obyekt qaytaradi.

Generator Funksiyalari bilan Kooperativ Ko'p Vazifalilikni Amalga Oshirish

Endi, keling, generator funksiyalaridan kooperativ ko'p vazifalilikni amalga oshirish uchun qanday foydalanishimiz mumkinligini ko'rib chiqamiz. Asosiy g'oya - korutinlar navbatini boshqaradigan va ularni birma-bir bajaradigan rejalashtiruvchi (scheduler) yaratish, har bir korutinga rejalashtiruvchiga boshqaruvni qaytarishdan oldin qisqa vaqt ishlashiga imkon berishdir.

Quyida soddalashtirilgan misol keltirilgan:

            class Scheduler {
  constructor() {
    this.tasks = [];
  }

  addTask(task) {
    this.tasks.push(task);
  }

  run() {
    while (this.tasks.length > 0) {
      const task = this.tasks.shift();
      const result = task.next();

      if (!result.done) {
        this.tasks.push(task); // Agar vazifa tugallanmagan bo'lsa, uni navbatga qayta qo'shish
      }
    }
  }
}

// Misol vazifalar
function* task1() {
  console.log("Vazifa 1: Boshlanmoqda");
  yield;
  console.log("Vazifa 1: Davom etmoqda");
  yield;
  console.log("Vazifa 1: Tugamoqda");
}

function* task2() {
  console.log("Vazifa 2: Boshlanmoqda");
  yield;
  console.log("Vazifa 2: Davom etmoqda");
  yield;
  console.log("Vazifa 2: Tugamoqda");
}

// Rejalashtiruvchi yaratish va vazifalarni qo'shish
const scheduler = new Scheduler();
scheduler.addTask(task1());
scheduler.addTask(task2());

// Rejalashtiruvchini ishga tushirish
scheduler.run();

// Kutilayotgan natija (navbatga qo'yish tufayli tartib biroz farq qilishi mumkin):
// Vazifa 1: Boshlanmoqda
// Vazifa 2: Boshlanmoqda
// Vazifa 1: Davom etmoqda
// Vazifa 2: Davom etmoqda
// Vazifa 1: Tugamoqda
// Vazifa 2: Tugamoqda

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda:

• Scheduler klassi vazifalar (korutinlar) navbatini boshqaradi.
• addTask usuli navbatga yangi vazifalar qo'shadi.
• run usuli navbat bo'ylab harakatlanib, har bir vazifaning next() usulini bajaradi.
• Agar vazifa tugallanmagan bo'lsa (result.done yolg'on bo'lsa), u navbatning oxiriga qayta qo'shiladi, bu esa boshqa vazifalarning ishlashiga imkon beradi.

Asinxron Operatsiyalarni Integratsiya qilish

Korutinlarning haqiqiy kuchi ularni asinxron operatsiyalar bilan integratsiya qilganda namoyon bo'ladi. Asinxron vazifalarni yanada samaraliroq bajarish uchun biz generator funksiyalari ichida Promises va async/await dan foydalanishimiz mumkin.

Buni namoyish etuvchi misol:

            function delay(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

function* asyncTask(id) {
  console.log(`Vazifa ${id}: Boshlanmoqda`);
  yield delay(1000); // Asinxron operatsiyani simulyatsiya qilish
  console.log(`Vazifa ${id}: 1 soniyadan so'ng`);
  yield delay(500); // Yana bir asinxron operatsiyani simulyatsiya qilish
  console.log(`Vazifa ${id}: Tugamoqda`);
}

class AsyncScheduler {
  constructor() {
    this.tasks = [];
  }

  addTask(task) {
    this.tasks.push(task);
  }

  async run() {
    while (this.tasks.length > 0) {
      const task = this.tasks.shift();
      const result = task.next();

      if (result.value instanceof Promise) {
        await result.value; // Promise bajarilishini kutish
      }

      if (!result.done) {
        this.tasks.push(task);
      }
    }
  }
}

const asyncScheduler = new AsyncScheduler();
asyncScheduler.addTask(asyncTask(1));
asyncScheduler.addTask(asyncTask(2));

asyncScheduler.run();

// Mumkin bo'lgan natija (asinxron tabiat tufayli tartib biroz farq qilishi mumkin):
// Vazifa 1: Boshlanmoqda
// Vazifa 2: Boshlanmoqda
// Vazifa 1: 1 soniyadan so'ng
// Vazifa 2: 1 soniyadan so'ng
// Vazifa 1: Tugamoqda
// Vazifa 2: Tugamoqda

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda:

• delay funksiyasi ma'lum bir vaqtdan so'ng bajariladigan Promise qaytaradi.
• asyncTask generator funksiyasi ijroni to'xtatish va Promise bajarilishini kutish uchun yield delay(ms) dan foydalanadi.
• AsyncScheduler ning run usuli endi result.value Promise ekanligini tekshiradi. Agar shunday bo'lsa, u davom etishdan oldin Promise bajarilishini kutish uchun await dan foydalanadi.

Generator Funksiyalari bilan Korutinlardan Foydalanishning Afzalliklari

Generator funksiyalari bilan korutinlardan foydalanish bir nechta potentsial afzalliklarni taqdim etadi:

• Kodning O'qilishi Yaxshilanadi: Korutinlar chuqur joylashtirilgan callback'lar yoki murakkab Promise zanjirlariga qaraganda ketma-ketroq va tushunarliroq ko'rinadigan asinxron kod yozishga imkon beradi.
• Xatoliklarni Boshqarish Osonlashadi: Xatoliklarni boshqarish korutin ichida try/catch bloklaridan foydalanish orqali soddalashtirilishi mumkin, bu esa asinxron operatsiyalar paytida yuzaga keladigan xatolarni ushlash va qayta ishlashni osonlashtiradi.
• Bir Vaqtda Ishlash Ustidan Yaxshiroq Nazorat: Korutinga asoslangan kooperativ ko'p vazifalilik an'anaviy asinxron naqshlarga qaraganda bir vaqtda ishlash ustidan yanada nozikroq nazoratni ta'minlaydi. Siz vazifalarning qachon to'xtashi va davom etishini aniq nazorat qilishingiz mumkin, bu esa resurslarni yaxshiroq boshqarish imkonini beradi.
• Potentsial Unumdorlikni Oshirish: Ba'zi stsenariylarda korutinlar threadlarni yaratish va boshqarish bilan bog'liq qo'shimcha xarajatlarni kamaytirish orqali unumdorlikni oshirishi mumkin (chunki JavaScript bir oqimli bo'lib qoladi). Kooperativ tabiat preemtiv ko'p vazifalilikdagi kontekstni almashtirish xarajatlaridan saqlaydi.
• Osonroq Testlash: Korutinlarni callback'larga tayanadigan asinxron kodga qaraganda testlash osonroq bo'lishi mumkin, chunki siz ijro oqimini nazorat qilishingiz va asinxron bog'liqliklarni osonlikcha mock qilishingiz mumkin.

Potentsial Kamchiliklar va E'tiborga Olinadigan Jihatlar

Korutinlar afzalliklarga ega bo'lsa-da, ularning potentsial kamchiliklaridan xabardor bo'lish muhim:

• Murakkablik: Korutinlar va rejalashtiruvchilarni amalga oshirish, ayniqsa murakkab stsenariylar uchun kodingizga murakkablik qo'shishi mumkin.
• Kooperativ Tabiat: Ko'p vazifalilikning kooperativ tabiati shuni anglatadiki, uzoq davom etadigan yoki bloklaydigan korutin boshqa vazifalarning ishlashiga to'sqinlik qilishi mumkin, bu esa unumdorlik muammolariga yoki hatto dasturning javob bermay qolishiga olib keladi. Ehtiyotkorlik bilan loyihalash va monitoring juda muhim.
• Nosozliklarni Tuzatishdagi Qiyinchiliklar: Korutinga asoslangan kodni tuzatish sinxron kodni tuzatishdan ko'ra qiyinroq bo'lishi mumkin, chunki ijro oqimi unchalik to'g'ri bo'lmasligi mumkin. Yaxshi log yuritish va nosozliklarni tuzatish vositalari zarur.
• Haqiqiy Parallelizmning O'rnini Bosa Olmaydi: JavaScript bir oqimli bo'lib qoladi. Korutinlar haqiqiy parallelizmni emas, balki bir vaqtda ishlashni ta'minlaydi. CPU bilan bog'liq vazifalar hali ham hodisalar tsiklini bloklaydi. Haqiqiy parallelizm uchun Web Workersdan foydalanishni ko'rib chiqing.

Korutinlardan Foydalanish Holatlari

Korutinlar quyidagi stsenariylarda ayniqsa foydali bo'lishi mumkin:

• Animatsiya va O'yinlarni Ishlab Chiqish: Muayyan nuqtalarda ijroni to'xtatish va qayta davom ettirishni talab qiladigan murakkab animatsiya ketma-ketliklari va o'yin mantiqini boshqarish.
• Asinxron Ma'lumotlarni Qayta Ishlash: Asosiy oqimni bloklamaslik uchun vaqti-vaqti bilan boshqaruvni berib, katta ma'lumotlar to'plamlarini asinxron qayta ishlash. Bunga veb-brauzerda katta hajmli CSV fayllarini tahlil qilish yoki IoT dasturida sensordan oqimli ma'lumotlarni qayta ishlash misol bo'lishi mumkin.
• Foydalanuvchi Interfeysi Hodisalarini Boshqarish: Shakllarni tekshirish yoki ma'lumotlarni olish kabi bir nechta asinxron operatsiyalarni o'z ichiga olgan murakkab UI o'zaro ta'sirlarini yaratish.
• Veb-Server Freymvorklari (Node.js): Ba'zi Node.js freymvorklari so'rovlarni bir vaqtda bajarish uchun korutinlardan foydalanadi, bu esa serverning umumiy unumdorligini oshiradi.
• I/O bilan bog'liq operatsiyalar: Asinxron I/O o'rnini bosa olmasa ham, korutinlar ko'plab I/O operatsiyalari bilan ishlashda boshqaruv oqimini boshqarishga yordam beradi.

Haqiqiy Hayotdan Misollar

Keling, turli qit'alardagi bir nechta haqiqiy hayotiy misollarni ko'rib chiqaylik:

• Hindistondagi E-tijorat: Tasavvur qiling, Hindistondagi yirik elektron tijorat platformasi festival savdolari paytida minglab bir vaqtda kelib tushadigan so'rovlarni qayta ishlaydi. Korutinlar ma'lumotlar bazasi ulanishlarini va to'lov shlyuzlariga asinxron chaqiruvlarni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin, bu esa tizimning yuqori yuklama ostida ham javob berishini ta'minlaydi. Kooperativ tabiat buyurtma berish kabi muhim operatsiyalarni ustuvorlashtirishga yordam berishi mumkin.
• Londondagi Moliyaviy Savdo: Londondagi yuqori chastotali savdo tizimida korutinlar asinxron bozor ma'lumotlari oqimlarini boshqarish va murakkab algoritmlar asosida savdolarni amalga oshirish uchun ishlatilishi mumkin. Ijroni aniq vaqt nuqtalarida to'xtatish va qayta davom ettirish qobiliyati kechikishni minimallashtirish uchun juda muhimdir.
• Braziliyadagi Aqlli Qishloq Xo'jaligi: Braziliyadagi aqlli qishloq xo'jaligi tizimi turli sensorlardan (harorat, namlik, tuproq namligi) olingan ma'lumotlarni qayta ishlash va sug'orish tizimlarini boshqarish uchun korutinlardan foydalanishi mumkin. Tizim asinxron ma'lumotlar oqimlarini boshqarishi va real vaqt rejimida qarorlar qabul qilishi kerak, bu esa korutinlarni mos tanlovga aylantiradi.
• Xitoydagi Logistika: Xitoydagi logistika kompaniyasi minglab jo'natmalarning asinxron kuzatuv yangilanishlarini boshqarish uchun korutinlardan foydalanadi. Bu bir vaqtda ishlash mijozlarga yo'naltirilgan kuzatuv tizimlarining doimo dolzarb va javob beruvchi bo'lishini ta'minlaydi.

Xulosa

JavaScript generator funksiyasi korutinlari kooperativ ko'p vazifalilikni amalga oshirish va asinxron kodni samaraliroq boshqarish uchun kuchli mexanizmni taklif qiladi. Ular har bir stsenariy uchun mos kelmasligi mumkin bo'lsa-da, kodning o'qilishi, xatoliklarni boshqarish va bir vaqtda ishlash ustidan nazorat qilish nuqtai nazaridan sezilarli afzalliklarni taqdim etishi mumkin. Korutinlar tamoyillarini va ularning potentsial kamchiliklarini tushunib, dasturchilar ularni o'zlarining JavaScript dasturlarida qachon va qanday ishlatish to'g'risida asosli qarorlar qabul qilishlari mumkin.

Qo'shimcha O'rganish

• JavaScript Async/Await: Asinxron dasturlashga zamonaviyroq va, shubhasiz, soddaroq yondashuvni ta'minlaydigan bog'liq xususiyat.
• Web Workers: JavaScript-da haqiqiy parallelizm uchun kodni alohida oqimlarda ishga tushirishga imkon beradigan Web Workersni o'rganing.
• Kutubxonalar va Freymvorklar: JavaScript-da korutinlar va asinxron dasturlash bilan ishlash uchun yuqori darajadagi abstraktsiyalarni taqdim etadigan kutubxonalar va freymvorklarni tadqiq qiling.