ES6模块化 | 青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第9天

回顾：node.js 中如何实现模块化

node.js 遵循了 CommonJS 的模块化规范。其中：

  • 导入其它模块使用 require() 方法
  • 模块对外共享成员使用 module.exports 对象

模块化的好处：

大家都遵守同样的模块化规范写代码，降低了沟通的成本，极大方便了各个模块之间的相互调用，利人利己。

前端模块化规范的分类

在 ES6 模块化规范诞生之前，JavaScript 社区已经尝试并提出了 AMD、CMD、CommonJS 等模块化规范。

但是，这些由社区提出的模块化标准，还是存在一定的差异性与局限性、并不是浏览器与服务器通用的模块化标准，例如：

  • AMD 和 CMD 适用于浏览器端的 Javascript 模块化
  • CommonJS 适用于服务器端的 Javascript 模块化

太多的模块化规范给开发者增加了学习的难度与开发的成本。因此，大一统的 ES6 模块化规范诞生了！

什么是 ES6 模块化规范

ES6 模块化规范是浏览器端与服务器端通用的模块化开发规范。它的出现极大的降低了前端开发者的模块化学习成本，开发者不需再额外学习 AMD、CMD 或 CommonJS 等模块化规范。

ES6 模块化规范中定义：

  • 每个 js 文件都是一个独立的模块
  • 导入其它模块成员使用 import 关键字
  • 向外共享模块成员使用 export 关键字

在 node.js 中体验 ES6 模块化

node.js 中默认仅支持 CommonJS 模块化规范，若想基于 node.js 体验与学习 ES6 的模块化语法，可以按照

如下两个步骤进行配置：

① 确保安装了 v14.15.1 或更高版本的 node.js

② 在 package.json 的根节点中添加 "type": "module" 节点

ES6 模块化的基本语法

ES6 的模块化主要包含如下 3 种用法：

  • 默认导出与默认导入
  • 按需导出与按需导入
  • 直接导入并执行模块中的代码

默认导出

默认导出的语法： export default 默认导出的成员

let n1 = 10 //定义模块私有成员 n1
let n2 = 20 //定义模块私有成员 n2 (外界访问不到 n2 ，因为它没有被共享出去
function show() {} //定义模块私有方法 show
​
export default { //使用export default 默认导出语法，向外共享n1和 show 两个成员
    n1,
    show
}

默认导出的注意事项

每个模块中，只允许使用唯一的一次 export default，否则会报错！

默认导入

默认导入的语法： import 接收名称 from '模块标识符'

// 从01_m1.js 模块中导入 export default 向外共享的成员
// 并使用m1 成员进行接收
import m1 from './01_m1.js'
​
//打印输出的结果为;
// { n1: 10，show: [Function: show] }
console.log(m1)

默认导入的注意事项

默认导入时的接收名称可以任意名称，只要是合法的成员名称即可。（不能以数字开头）

按需导出

按需导出的语法： export 按需导出的成员

// 当前模块为 03_m2.js
// 向外按需导出变量s1
export let s1 = 'aaa'
// 向外按需导出变量s2
export let s2 = 'ccc'
//向外按需导出方法say
export function say() {}

按需导出的注意事项

每个模块中可以使用多次按需导出

按需导入

按需导入的语法： import { s1 } from '模块标识符'

// 导入模块成员
import { s1, s2, say } from './03_m2.js'
​
console.log(s1) //打印输出 aaa
console.log(s2) //打印输出 ccc
console.log(say) //打印输出 [Function: say]

按需导入的注意事项

  • 按需导入的成员名称必须和按需导出的名称保持一致
  • 按需导入时，可以使用 as 关键字进行重命名
  • 按需导入可以和默认导入一起使用

直接导入并执行模块中的代码

如果只想单纯地执行某个模块中的代码，并不需要得到模块中向外共享的成员。此时，可以直接导入并执行模块代码，示例代码如下：

// 当前文件模块为05_m3.js
// 在当前模块中执行一个 for循环操作
for (let i = 0; i < 3; i++) {
    console.log(i)
}
​
//--------------------分割线--------------------
​
// 直接导入并执行模块代码，不需要得到模块向外共享的成员
import './05_m3.js'

Promise

回调地狱

多层回调函数的相互嵌套，就形成了回调地狱。示例代码如下

setTimeout(() => { // 第1层回调函数
    console.log('延时1秒后输出')
    
    setTimeout(() => { // 第2层回调函数
        console.log('再延时2秒后输出')
        
        setTimeout(() => { // 第3层回调函数
            console.log( '再延时3秒后输出')
        }，3000)
    }，2000)
},1000)

回调地狱的缺点：

  • 代码耦合性太强，牵一发而动全身，难以维护
  • 大量冗余的代码相互嵌套，代码的可读性变差

如何解决回调地狱的问题

为了解决回调地狱的问题，ES6（ECMAScript 2015）中新增了 Promise 的概念。

Promise 的基本概念

① Promise 是一个构造函数

  • 我们可以创建 Promise 的实例 const p = new Promise()
  • new 出来的 Promise 实例对象，代表一个异步操作

② Promise.prototype 上包含一个 .then() 方法

  • 每一次 new Promise() 构造函数得到的实例对象
  • 都可以通过原型链的方式访问到 .then() 方法，例如 p.then()

③ .then() 方法用来预先指定成功和失败的回调函数

  • p.then(成功的回调函数，失败的回调函数)
  • p.then(result => { }, error => { })
  • 调用 .then() 方法时，成功的回调函数是必选的、失败的回调函数是可选的

基于回调函数按顺序读取文件内容

//读取文件1.txt
fs.readFile('./files/1.txt', 'utf8', (err1，r1) => {
    if (err1) return console.log(err1.message) // 读取文件1失败   
    console.log(r1) // 读取文件 1 成功
    // 读取文件 2.txt
    fs.readFile('./files/2.txt', 'utf8', (err2,r2) => {
        if (err2) return console.log(err2.message) // 读取文件2失败
        console.log(r2) // 读取文件 2 成功
        // 读取文件 3.txt
        fs.readFile('./files/3.txt', 'utf8',(err3,r3) => {
            if (err3) return console.log(err3.message) // 读取文件3失败
            console.log(r3) // 读取文件 3 成功
        })
    })
})

基于 then-fs 读取文件内容

由于 node.js 官方提供的 fs 模块仅支持以回调函数的方式读取文件，不支持 Promise 的调用方式。因此，需要先运行如下的命令，安装 then-fs 这个第三方包，从而支持我们基于 Promise 的方式读取文件的内容：

npm i then-fs

then-fs 的基本使用

调用 then-fs 提供的 readFile() 方法，可以异步地读取文件的内容，它的返回值是 Promise 的实例对象。因此可以调用 .then() 方法为每个 Promise 异步操作指定成功和失败之后的回调函数。示例代码如下：

/**
* 基于Promise的方式读取文件
* /
​
import thenFs from 'then-fs'
​
// 注意: .then()中的失败回调是可选的，可以被省略
thenFs.readFile('./files/1.txt', 'utf8').then(r1 => { console.log(r1) }, err1 => { console.log(err1.message) })
thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8').then(r2 => { console.log(r2) }, err2 => { console.log(err2.message) })
thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8').then(r3 => { console.log(r3) }, err3 => { console.log(err3.message) })

注意：上述的代码无法保证文件的读取顺序，需要做进一步的改进！

then() 方法的特性

如果上一个 .then() 方法中返回了一个新的 Promise 实例对象，则可以通过下一个 .then() 继续进行处理。通

过 .then() 方法的链式调用，就解决了回调地狱的问题。

基于 Promise 按顺序读取文件的内容

Promise 支持链式调用，从而来解决回调地狱的问题。示例代码如下：

thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8') // 返回值是 Promise的实例对象
    // 通过 .then 为第一个 Promise 实例指定成功之后的回调函数
    .then((r1) =>{                          
        console.log(r1)
        // 在第一个.then 中返回一个新的 Promise 实例对象
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', utf8') 
    })
    // 继续调用.then，为上一个 .then 的返回值(新的 Promise 实例）指定成功之后的回调函数
    .then((r2) =>{ 
        console.log(r2)
        // 在第二个 .then 中再返回一个新的 Promise 实例对象
        return thenFs.readFile('.lfiles/3.txt', 'utf8' ) 
    })
    // 继续调用 .then，为上一个 .then 的返回值（新的 Promise 实例）指定成功之后的回调函数
    .then((r3)=> { 
        console.log(r3)
    })

通过 .catch 捕获错误

在 Promise 的链式操作中如果发生了错误，可以使用 Promise.prototype.catch 方法进行捕获和处理：

thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8') // 文件不存在导致读取失败，后面的 3 个 .then 都不执行
    .then((r1) =>{                              
        console.log(r1)
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', utf8') 
    })
    .then((r2) =>{ 
        console.log(r2)
        return thenFs.readFile('.lfiles/3.txt', 'utf8' ) 
    })
    .then((r3)=> { 
        console.log(r3)
    }) 
    .catch(err => { // 捕获第 1 行发生的错误，并输出错误的消息
        console.log(err.message)
    })

如果不希望前面的错误导致后续的 .then 无法正常执行，则可以将 .catch 的调用提前，示例代码如下：

thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8') // 文件不存在导致读取失败
    .catch(err => { // 捕获第 1 行发生的错误，并输出错误的消息
        console.log(err.message) // 由于错误已被及时处理，不影响后续 .then 的正常执行
    })
    .then((r1) =>{                              
        console.log(r1) // 输出 undefined
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', utf8') 
    })
​
    .then((r2) =>{ 
        console.log(r2) // 正常输出
        return thenFs.readFile('.lfiles/3.txt', 'utf8' ) 
    })
    .then((r3)=> { 
        console.log(r3) // 正常输出
    })

Promise.all() 方法

Promise.all() 方法会发起并行的 Promise 异步操作，等所有的异步操作全部结束后才会执行下一步的 .then

操作（等待机制）。示例代码如下：

// 1．定义一个数组，存放 3 个读文件的异步操作
const promiseArr = [
    thenFs.readFile('./files/11.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8'),
]
//2．将 Promise 的数组，作为 Promise.all() 的参数
Promise.all(promiseArr)
    .then(([r1，r2，r3]) => { // 2.1 所有文件读取成功（等待机制）
        console.log(r1, r2, r3)
    })
    .catch(err => { // 2.2 捕获 Promise 异步操作中的错误
        console.log(err.message)
    )

Promise.race() 方法

Promise.race() 方法会发起并行的 Promise 异步操作，只要任何一个异步操作完成，就立即执行下一步的

.then 操作（赛跑机制）。示例代码如下：

// 1．定义一个数组，存放 3 个读文件的异步操作
const promiseArr = [
    thenFs.readFile('./files/11.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8'),
]
//2．将 Promise 的数组，作为 Promise.race() 的参数
Promise.race(promiseArr)
    .then(result) => { // 2.1 只要任一个异步操作完成,就立即执行下一步的.then操作（赛跑机制）
        console.log(result)
    })
    .catch(err => { // 2.2 捕获 Promise 异步操作中的错误
        console.log(err.message)
    )

基于 Promise 封装读文件的方法

方法的封装要求：

  • 方法的名称要定义为 getFile
  • 方法接收一个形参 fpath，表示要读取的文件的路径
  • 方法的返回值为 Promise 实例对象

getFile 方法的基本定义

// 1．方法的名称为getFile
// 2．方法接收一个形参fpath，表示要读取的文件的路径
function getFile(fpath) {
    // 3．方法的返回值为 Promise的实例对象
    return new Promise()
}

注意：第 5 行代码中的 new Promise() 只是创建了一个形式上的异步操作。

创建具体的异步操作

如果想要创建具体的异步操作，则需要在 new Promise() 构造函数期间，传递一个 function 函数，将具体的

异步操作定义到 function 函数内部。示例代码如下：

// 1．方法的名称为getFile
// 2．方法接收一个形参fpath，表示要读取的文件的路径
function getFile(fpath) {
    // 3．方法的返回值为 Promise的实例对象
    return new Promise(function() {
        // 4. 下面代码。表示这是一个具体的、读文件的异步操作
        fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => { })
    })
}

获取 .then 的两个实参

通过 .then() 指定的成功和失败的回调函数，可以在 function 的形参中进行接收，示例代码如下：

function getFile(fpath) {
    // resolve 形参是 : 调用 getFiles() 方法时，通过 .then 指定的"成功的"回调函数
    // reject  形参是 : 调用 getFiles() 方法时，通过 .then 指定的"失败的"回调函数
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => { 
            if(err) return reject(err) // 失败
            resolve(dataStr) //成功
        })
    })
}
​
// getFile 方法的调用过程
getFile('./files/1.txt').then(成功的回调函数， 失败的回调函数)

async/await

什么是 async/await

async/await 是 ES8（ECMAScript 2017）引入的新语法，用来简化 Promise 异步操作。在 async/await 出

现之前，开发者只能通过链式 .then() 的方式处理 Promise 异步操作。示例代码如下：

thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8') 
    .then((r1) =>{                              
        console.log(r1)
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', utf8') 
    })
    .then((r2) =>{ 
        console.log(r2)
        return thenFs.readFile('.lfiles/3.txt', 'utf8' ) 
    })
    .then((r3)=> { 
        console.log(r3)
    })

.then 链式调用的优点：解决了回调地狱的问题

.then 链式调用的缺点：代码冗余、阅读性差、不易理解

async/await 的基本使用

使用 async/await 简化 Promise 异步操作的示例代码如下：

import thenFs from 'then-fs'
​
// 按照顺序读取文件 1.2.3 的内容
async function getAllFile() {
    const r1 = await thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8')
    console.log(r1)
    const r2 = await thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8')
    console.log(r2)
    const r3 = await thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
    console.log(r3)
}
​
getAllFile()

async/await 的使用注意事项

  • 如果在 function 中使用了 await，则 function 必须被 async 修饰
  • 在 async 方法中，第一个 await 之前的代码会同步执行，await 之后的代码会异步执行
console.log('A')
async function getAllFile() {
    console.log('B')
    const r1 = await thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8')
    const r2 = await thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8')
    const r3 = await thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
    console.log(r1, r2, r3)
    console.log('D')
}
js
getAllFile()
console.log('C')

// 最终输出的顺序
A
B
c
111 222 333
D

EventLoop

JavaScript 是单线程的语言

JavaScript 是一门单线程执行的编程语言。也就是说，同一时间只能做一件事情。

单线程执行任务队列的问题：

如果前一个任务非常耗时，则后续的任务就不得不一直等待，从而导致程序假死的问题。

同步任务和异步任务

为了防止某个耗时任务导致程序假死的问题，JavaScript 把待执行的任务分为了两类：

① 同步任务（synchronous）

  • 又叫做非耗时任务，指的是在主线程上排队执行的那些任务
  • 只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务

② 异步任务（asynchronous）

  • 又叫做耗时任务，异步任务由 JavaScript 委托给宿主环境进行执行
  • 当异步任务执行完成后，会通知 JavaScript 主线程执行异步任务的回调函数

1.jpg

  1. 同步任务由 JavaScript 主线程次序执行
  2. 异步任务委托给宿主环境执行
  3. 已完成的异步任务对应的回调函数，会被加入到任务队列中等待执行
  4. JavaScript 主线程的执行栈被清空后，会读取任务队列中的回调函数，按次序执行
  5. JavaScript 主线程不断重复上面的第 4 步

EventLoop 的基本概念

JavaScript 主线程从“任务队列”中读取异步任务的回调函数，放到执行栈中依次执行。这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为 EventLoop（事件循环）。

结合 EventLoop 分析输出的顺序

import thenFs from 'then-fs'
​
console.log('A')
thenFs.readFile('./files/1.txt', 'utf8').then(dataStr => {
    console.log('B')
})
setTimeout(() => {
    console.log('C')
}, 0)
console.log('D')

正确的输出结果：ADCB。其中：

  • A 和 D 属于同步任务。会根据代码的先后顺序依次被执行
  • C 和 B 属于异步任务。它们的回调函数会被加入到任务队列中，等待主线程空闲时再执行

宏任务和微任务

什么是宏任务和微任务

JavaScript 把异步任务又做了进一步的划分，异步任务又分为两类，分别是：

① 宏任务（macrotask）

  • 异步 Ajax 请求、
  • setTimeout、setInterval、
  • 文件操作
  • 其它宏任务

② 微任务（microtask）

  • Promise.then、.catch 和 .finally
  • process.nextTick
  • 其它微任务

宏任务和微任务的执行顺序

每一个宏任务执行完之后，都会检查是否存在待执行的微任务，如果有，则执行完所有微任务之后，再继续执行下一个宏任务。

分析以下代码输出的顺序

setTimeout( function () {
    console.log('1')
)
​
new Promise( function (resolve) {
    console.log('2')
    resolve()
}).then( function () {
    console.log('3')
})
    
console.log('4')

正确的输出顺序是：2431

分析：

① 先执行所有的同步任务： 执行第 6 行、第 12 行代码

② 再执行微任务： 执行第 9 行代码

③ 再执行下一个宏任务： 执行第 2 行代码

经典面试题

console.log('1') 
​
setTimeout(function() {
    console.log('2') 
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('3') 
        resolve()
    }).then(function () {
        console.log('4')
}
​
new Promise(function(resolve) {
    console.log('5')
    resolve()
}).then(function() {
    console.log('6') 
})
​
setTimeout(function() {
    console.log('7')
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('8')
        resolve()
    }).then(function() {
        console.log('9') 
    })
})

正确的输出顺序是：156234789

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