一、前言

ECMAScript（简称 es） 作为浏览器脚本语言的标准，为开发 JavaScript 提供了可靠的保障，他们的关系相辅相成，前者是后者的规格，后者是前者的一种实现。本文将基于此，详细介绍 es6+ 新特性，并在解读每个特性时穿插对应的实践样例。

二、es6+ 优化亮点

2.1 es5 的局限性

• 代码冗长：存在变量提升、字符串拼接繁琐等问题
• 功能有限：容易出现回调地狱等问题
• 可维护性较差：缺乏完善的模块化机制等

2.2 es6+ 的引入

针对 es5 存在的问题， es6+ 做出了以下革新：

• 语法简化：简化了变量声明、函数定义、字符串操作等语法
• 新增功能：引入了模块化、异步编程等新特性

2.3 es6+ 新特性

2.3.1. let 和 const 命令

在 es5 及之前，代码预编译时，JavaScript 引擎都会自动将 var 声明的变量提升到该作用域的最顶部，即“变量提升”。“变量提升”可能带来以下问题：

1. 变量被覆盖

var name = "ECMAScript";
function show( ){
    console.log(name); // 输出为 undefined
    var name = "CSS";
}
show() 

由于变量提升，这段代码等效于以下代码：

var name = "ECMAScript";
function show() {
    var name；
    console.log(name); // 此时 name 尚未被赋值，输出为 undefined
    name = "CSS";
}
show()

2. 变量没有被销毁

for(let i = 0; i < 5; i++) {
    // 其它操作
}
console.log(i) // 此处会输出 5

由于变量提升，在创建执行上下文阶段，变量 i 就已经被提升了，所以当 for 循环结束之后，变量 i 并没有被销毁。

针对变量提升存在的问题，es6+ 通过块级作用域的方式解决了。

es6+ 规定，使用 let 和 const 声明的变量具有块级作用域，只能在声明语句之后才能被使用。在预编译阶段，会形成暂时性死区，无法被访问，一旦被访问就会抛出错误。在类型选择上，一般用 let 声明可变对象，用 const 声明只读的常量。

暂时性死区：从进入作用域创建变量到变量可以被访问之间的时间

2.3.2. 变量的解构赋值

es6+ 允许从数组和对象中提取值来对变量进行赋值，即解构赋值。

es5 及以前的写法：

// 数组
let a = 1;
let b = 2;
let c = 3;

// 对象
let a = "aaa";
let b = "bbb";

// 字符串
let s = "abc";

es6+ 解构赋值写法：

// 数组
let [a, b, c] = [1, 2, 3];

// 对象
let {a, b} = { a: "aaa", b: "bbb"}; // 注意：变量必须与属性同名

// 字符串
const [s1, s2, s3] = "abc"; 
// s1: a
// s2: b
// s3: c

解构赋值常用于以下场景：

• 交换变量的值
• 从函数返回多个值
• 提取 JSON 数据
• 遍历 Map 结构

2.3.3. 字符串的扩展与新增方法

es6+ 为字符串添加了遍历器接口，使得字符串可以被 for...of 循环遍历。

for(let char of 'hello') {
    console.log(char)
}
// 输出为: 'h'、'e'、'l'、'l'、'o'

es6+ 还新增了模板字符串。

模板字符串：用反引号标识，可以当作普通字符串使用，也可以用来定义多行字符串，或者在字符串中嵌入变量或调用函数。

// 普通字符串
`In JavaScript '\n' is a line-feed.`

// 多行字符串
`In JavaScript 
this is not legal.`

// 字符串中嵌入变量
let name = "Bob", time = "today";
`Hello ${name}, how are you ${time}?`

// 字符串中调用函数
function fn() {
    return "Hello World";
}
`foo ${fn()} bar` // 字符串的值：foo Hello World bar

注意：如果使用模板字符串表示多行字符串，所有的空格和缩进都会被保留在输出之中。

除此之外，还新增了许多字符串的方法：includes()、startsWith()、endsWith()、repeat()、padStart()、padEnd()、matchAll()、replaceAll() 等。

2.3.4. 数值的扩展

es6+ 引入了 BigInt 数据类型，可用于表示整数，没有位数的限制，任何位数的整数都可以精确表示。 为了与 Number 类型区别，BigInt 类型的数据必须添加后缀 n。

// 计算阶层
let p = 1n;
for(let i = 1; i <= 70; i++) {
    p *= i;
}
console.log(p); // 11978571...00000000n

2.3.5. 函数的扩展

es6+ 允许使用箭头（=>）定义函数。

let f = v => v;

等同于以下写法：

let f = function (v) {
    return v;
}

注意：

(1). 箭头函数没有自己的 this 对象。（箭头函数内部的 this 就是定义时上级作用域中的 this）

(2). 箭头函数不可以作为构造函数，即不可以对箭头函数使用 new 命令。

(3). 箭头函数不可以使用 arguments 对象，可以用 rest 参数代替。

(4). 箭头函数不可以使用 yield 命令，因此箭头函数不可以用作 Generator 函数。

箭头函数的使用场景：

• 事件监听
• 函数嵌套
• 回调函数等

2.3.6. 数组的扩展与新增方法

es6+ 新增了扩展运算符，可以将一个数组转为用逗号分隔的参数序列。

console.log(...[1, 2, 3])
// 输出结果：1 2 3

扩展运算符常用于以下场景：

• 复制数组
• 合并数组
• 将类数组转为真正的数组

es6+ 还新增了 Array.from()、Array.map()、Array.filter()、Array.reduce() 等数组方法。

2.3.7. 对象的扩展与新增方法

在 es6+ 中，一共有 5 种方法可以遍历对象的属性。

(1) for...in：循环遍历对象自身的和继承的可枚举属性（不含 Symbol 属性）

(2) Object.keys(obj)：返回一个数组，包括对象自身的（不含继承的）所有可枚举属性（不含 Symbol 属性）的键名

(3) Object.getOwnPropertyNames(obj)：返回一个数组，包含对象自身的所有属性（不含 Symbol 属性，但是包含不可枚举属性）的键名

(4) Object.getOwnPropertySymbols(obj)：返回一个数组，包含对象自身的所有 Symbol 属性的键名

(5) Reflect.ownKeys(obj)：返回一个数组，包含对象自身的所有键名（不含继承的）。

es6+ 还新增了 Object.assign()、Object.entires()、Object.values() 等对象方法。

与数组类似，对象也有扩展运算符，可用于合并两个对象等。除此之外，es6+ 还新增了链判断运算符和 Null 判断运算符等。

a. 链判断运算符 ?.： 如果左侧的对象为 null 或者 undefined，就不再往下运算，而是返回 undefined。

• 以前写法：

const firstName = (message && message.body && message.body.user && message.body.user.firstName) || 'default';

• es6+ 写法：

const firstName = message?.body?.user?.firstName || 'default';

注意：如果属性链有圆括号，链判断运算符对圆括号外部没有影响，只对圆括号内部有影响。

(a?.b).c
// ===等价于===
(a === null ? undefined : a.b).c

b. Null 判断运算符 ??：只有在左侧属性值为 null 或 undefined 时，才会生效。

• 以前写法：

const animationDuration = response.settings.animationDuration || 300;

• es6+ 写法：

const animationDuration = response.settings?.animationDuration ?? 300;

2.3.8. Symbol 类

es6+ 引入了新的原始数据类型 Symbol，可以表示独一无二的值。

在此之后，JavaScript 的数据类型包括：undefined、null、Boolean、String、Number、BigInt、Object 七种类型。

Symbol 类常用于作为属性名，可以唯一的标识一个变量。

2.3.9. Set 和 Map 数据结构

Set：es6+ 提供了新的数据结构 Set，成员的值都是唯一的，没有重复的值，可用于元素去重。

注意：如果想在遍历操作中，同步改变原来的 Set 结构，可以采用以下两种方法： 一种是利用原 Set 结构映射出一个新的结构，然后赋值给原来的 Set 结构，另一种是利用 Array.from() 。

使用 Set 可以很容易地实现并集、交集和差集：

• union()：并集运算
• intersection(): 交集运算
• difference()：差集运算
• symmetryDifference()：对称差集

WeakSet 结构与 Set 类似，也是不重复值的集合。但是它与 Set 有两个区别：

• WeakSet 的成员只能是对象和 Symbol 值，不能是其他类型的值。
• WeakSet 中的对象都是弱引用，即垃圾回收机制不会考虑 WeakSet 对该对象的引用。如果其他对象都不再引用该对象，那么垃圾回收机制会自动回收该对象所占用的内存，不考虑该对象还存在于 WeakSet 之中。
• WeakSet 适合临时存放一组对象，以及存放跟对象绑定的信息。

Map：Map 是一种键值对存储结构，任意类型的值（包括对象）都可以当作键。

Map 与其他数据结构的转换：

• Map 转为数组：使用扩展运算符...
• 数组转为 Map：将数组传入 Map 构造函数
• Map 转为对象：遍历 Map 的每一项并赋值
• 对象转为 Map：Object.entires()
• Map 转为 JSON：先将 Map 转化为对象/数组，再使用 JSON.stringify()
• JSON 转为 Map：先通过 JSON.parse()将 JSON 转为对象，再将对象转为 Map

WeakMap 结构与 Map 类似，区别在于：

• WeakMap 只接受对象（null 除外）和 Symbol 值作为键名，不接受其他类型的值作为键名。
• WeakMap 的键名所引用的对象都是弱引用，即垃圾回收机制不会将该引用考虑在内。它的键所对应的对象，可能会在将来消失。【有助于防止内存泄漏】
• WeakMap 应用的典型场合：使用 DOM 节点作为键名；部署私有属性等。

2.3.10. Promise

Promise 是用于解决回调地狱的一种异步编程的解决方案。常用于网络请求、文件读写等。

Promise 对象的特点：

1. 对象的状态不受外界影响。Promise 对象有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已成功）、rejected（已失败）。
2. 一旦状态改变，就不会再变，任何时候都可以得到这个结果。Promise 对象的状态改变，只有两种可能：从 pending 变为 fulfilled 和 从 pending 变为 rejected。
3. Promise 实例生成之后，可以在 then 方法里面接收两个回调函数作为参数，第一个是 Promise 对象的状态变为 resolved 时调用，第二个是 Promise 对象的状态变为 rejected 时调用。

let promise = new Promise(function(resolve, reject) {
    console.log('Promise');
    resolve();
});

promise.then(function() {
    console.log('resolved');
});

console.log('Hi!');

// 输出结果： 
// Promise 
// Hi！
// resolved

注意：then方法指定的回调函数，将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行。

采用链式的 then，可以指定一组按照次序调用的回调函数。

Promise.catch()： Promise 抛出错误，有两种方式：

第一种（不推荐）：
promise
    .then(function(data){
        // success
    }, function(err) {
        // error
    });
    
第二种（推荐）：
promise
    .then(function(data){
        // success
    })
    .catch(function(err) {
        // error
    });

第二种写法可以捕获前面 then 执行中的错误，也更接近同步的写法（try/catch）。

Promise.finally()： finally 方法用于指定不管 Promise 对象最后状态如何，都会执行的操作。（常用于用 Promise 处理请求，然后使用 finally 方法关闭服务器。）

Promise.all()： 用于将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。

• 只有接收参数中的数组的每一个 promise 的状态都变为 fulfilled，这个方法返回的 promise 才会是 fulfilled
• 只有接收参数中的数组的每一个 promise 的状态都变为 rejected，这个方法返回的 promise 才会是 rejected

Promise.race()： 用于将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。

• 只要接收参数中的数组的有一个 promise 的状态都变为 fulfilled，这个方法返回的 promise 的状态就为 fulfilled
• 只要接收参数中的数组的有一个 promise 的状态都变为 rejected，这个方法返回的 promise 的状态就为 rejected

Promise.allSettled()： 只有接收参数中的数组的每一个 promise 的状态都发生变更，这个方法返回的 promise 才会发生状态变更

Promise.any()： 只要接收参数中的数组的有一个 promise 的状态变为 fulfilled，这个方法返回的 promise 的状态就为 fulfilled

Promise.try()： 模拟 try 代码块。

2.3.11. async/await

async函数返回一个 Promise 对象，可以使用then方法添加回调函数。当函数执行的时候，一旦遇到await就会先返回，等到异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

async函数内部return语句返回的值，会成为then方法回调函数的参数。

async函数内部抛出错误，会导致返回的 Promise 对象变为reject状态。抛出的错误对象会被catch方法回调函数接收到。

正常情况下，await命令后面是一个 Promise 对象，返回该对象的结果。如果await命令后面是一个thenable对象（即定义了then方法的对象），那么await会将其等同于 Promise 对象。如果既不是 Promise 对象，也不是thenable对象，就直接返回对应的值。

// `thenable`对象示例：
class Sleep {
    constructor(timeout) {
        this.timeout = timeout;
    }
    then(resolve, reject) {
        const startTime = Date.now();
        setTimeout(
            () => resolve(Date.now() - startTime),
            this.timeout
        );
    }
}

(async () => {
    const sleepTime = await new Sleep(1000);
    console.log(sleepTime);
})();
//输出结果：1000

上面代码中，await命令后面是一个Sleep对象的实例。这个实例不是 Promise 对象，但是因为定义了then方法，await会将其视为Promise处理。

多个await命令后面的异步操作，如果不存在继发关系，最好让它们同时触发。多个请求并发执行时，可以使用Promise.all方法。

// 两个独立的异步操作写成继发关系（不推荐）：
let foo = await getFoo();
let bar = await getBar();

// 两个独立的异步操作写成同时触发（推荐）：
    // 写法一
let [foo, bar] = await Promise.all([getFoo(), getBar()]);

    // 写法二`
let fooPromise = getFoo();
let barPromise = getBar();
let foo = await fooPromise;
let bar = await barPromise;

async 函数还可以保留运行堆栈。

// 样例：
const a = () => {
    b().then(() => c());
};

上面代码中，函数a内部运行了一个异步任务b()。当b()运行的时候，函数a()不会中断，而是继续执行。等到b()运行结束，可能a()早就运行结束了，b()所在的上下文环境已经消失了。如果b()或c()报错，错误堆栈将不包括a()。

// 使用 async 完善后：
const a = async () => {
    await b();
    c();
};

上面代码中，b()运行的时候，a()是暂停执行，上下文环境都保存着。一旦b()或c()报错，错误堆栈将包括a()。

async 函数实现原理：

async 函数就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。 async 函数是 Generator 函数的语法糖。

async function fn(args) {
    // ...
}

// 等同于

function fn(args) {
    return spawn(function* () {
        // ...
    });
}

所有的async函数都可以写成第二种形式，其中的spawn函数就是自动执行器。

// spawn 函数的实现
function spawn(genF) {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        const gen = genF();
        function step(nextF) {
            let next;
            try {
                next = nextF();
            } catch(e) {
                return reject(e);
            }
            if(next.done) {
                return resolve(next.value);
            }
            Promise.resolve(next.value).then(function(v) {
                step(function() { return gen.next(v); });
            }, function(e) {
                step(function() { return gen.throw(e); });
            });
        }
        step(function() { return gen.next(undefined); });
    });
}

2.3.12. 模块化

es5 及之前的模块加载方案，最主要的有 CommonJS 和 AMD 两种。前者用于服务器，后者用于浏览器。 es6+ 实现了模块功能，可以取代 CommonJS 和 AMD 规范，成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。

es6+ 模块的设计思想是尽量的静态化，使得编译时就能确定模块的依赖关系，以及输入和输出的变量。CommonJS 和 AMD 模块，都只能在运行时确定这些。也即，它们的主要区别在于，前者是编译时就加载模块，后者是运行时才加载模块。

在 es6+ 中，import命令会被 JavaScript 引擎静态分析，先于模块内的其他语句执行。引擎处理import语句是在编译时，这时不会去分析或执行if语句，如果把import语句放在if代码块之中，会报句法错误，而不是执行时错误。因此，在 es6+ 中，import和export命令只能在模块的顶层。

引擎处理import语句是在编译时的原因：如果 import和export命令处于条件代码块之中，就没法做静态优化了，这违背了 es6 模块的设计初衷。

import()类似于 Node 的require方法，区别主要是前者是异步加载，后者是同步加载。

import() 的使用场景：

• 按需加载
• 条件加载
• 动态模块路径加载

import()加载模块成功以后，这个模块会作为一个对象，当作then方法的参数，并且这个对象是对模块的引用。而在 CommonJS 中require的是对对象的拷贝。

默认情况下，浏览器是同步加载 JavaScript 脚本，即渲染引擎遇到<script>标签就会停下来，等到执行完脚本，再继续向下渲染。如果是外部脚本，还必须加入脚本下载的时间。

如果脚本体积很大，下载和执行的时间就会很长，因此造成浏览器堵塞，用户会感觉到浏览器“卡死”了，没有任何响应。这显然是很不好的体验，所以浏览器允许脚本异步加载，下面就是两种异步加载的语法。

<script src="path/to/myModule.js" defer></script>
<script src="path/to/myModule.js" async></script>

defer与async的区别是： defer是“渲染完再执行”，async是“下载完就执行”。

defer要等到整个页面在内存中正常渲染结束（DOM 结构完全生成，以及其他脚本执行完成），才会执行；async一旦下载完，渲染引擎就会中断渲染，执行这个脚本以后，再继续渲染。

如果有多个defer脚本，会按照它们在页面出现的顺序加载，而多个async脚本是不能保证加载顺序的。

浏览器对于带有type="module"的<script>，都是异步加载，不会造成堵塞浏览器，即等到整个页面渲染完，再执行模块脚本，等同于打开了<script>标签的defer属性。

script type="module" src="./foo.js"></script>

对于外部的模块脚本，注意以下要点！

• 代码是在模块作用域之中运行，而不是在全局作用域运行。模块内部的顶层变量，外部不可见。
• 模块脚本自动采用严格模式，不管有没有声明use strict。
• 模块之中，可以使用import命令加载其他模块（.js后缀不可省略，需要提供绝对 URL 或相对 URL），也可以使用export命令输出对外接口。
• 模块之中，顶层的this关键字返回undefined，而不是指向window。也就是说，在模块顶层使用this关键字，是无意义的。
• 同一个模块如果加载多次，将只执行一次。

利用顶层的this等于undefined这个语法点，可以侦测当前代码是否在 es6+ 模块之中。

const isNotModuleScript = this !== undefined;

es6 模块与 CommonJS 模块的差异：

• CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝，es6 模块输出的是值的引用。

CommonJS 模块输出的是值的拷贝，也就是说，一旦输出一个值，模块内部的变化就影响不到这个值。

ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。

JS 引擎对脚本静态分析的时候，遇到模块加载命令import，就会生成一个只读引用。等到脚本真正执行时，再根据这个只读引用，到被加载的那个模块里面去取值。

ES6 的import有点像 Unix 系统的“符号连接”，原始值变了，import加载的值也会跟着变。

因此，ES6 模块是动态引用，并且不会缓存值，模块里面的变量绑定其所在的模块。

• CommonJS 模块是运行时加载，es6 模块是编译时输出接口。

CommonJS 加载的是一个对象（即module.exports属性），该对象只有在脚本运行完才会生成。

而 ES6 模块不是对象，它的对外接口只是一种静态定义，在代码静态解析阶段就会生成。

1. CommonJS 模块加载原理：

CommonJS 的一个模块，就是一个脚本文件。require命令第一次加载该脚本，就会执行整个脚本，然后在内存生成一个对象。

以后需要用到这个模块的时候，就会到exports属性上面取值。

即使再次执行require命令，也不会再次执行该模块，而是到缓存之中取值。

也即，CommonJS 模块无论加载多少次，都只会在第一次加载时运行一次，以后再加载，就返回第一次运行的结果，除非手动清除系统缓存。

循环加载： “循环加载”表示存在强耦合，如果处理不好，还可能导致递归加载，使得程序无法执行。如a脚本的执行依赖b脚本，而b脚本的执行又依赖a脚本。

• CommonJS 的循环加载：CommonJS 模块的重要特性是加载时执行，即脚本代码在require的时候，就会全部执行。一旦出现某个模块被“循环加载”，就只输出已经执行的部分，还未执行的部分不会输出。

// a.js
exports.done = false;
var b = require('./b.js');
console.log('在 a.js 之中，b.done = %j', b.done);
exports.done = true;
console.log('a.js 执行完毕');

// b.js
exports.done = false;
var a = require('./a.js');
console.log('在 b.js 之中，a.done = %j', a.done);
exports.done = true;
console.log('b.js 执行完毕');

上面代码之中，a.js脚本先输出一个done变量，然后加载另一个脚本文件b.js。注意，此时a.js代码就停在这里，等待b.js执行完毕，再往下执行。

b.js执行到第二行，就会去加载a.js，这时，就发生了“循环加载”。系统会去a.js模块对应对象的exports属性取值，可是因为a.js还没有执行完，从exports属性只能取回已经执行的部分，而不是最后的值。因此，对于b.js来说，它从a.js只输入一个变量done，值为false。

然后，b.js接着往下执行，等到全部执行完毕，再把执行权交还给a.js。于是，a.js接着往下执行，直到执行完毕。

// 运行结果如下：
在 b.js 之中，a.done = false
b.js 执行完毕
在 a.js 之中，b.done = true
a.js 执行完毕

由于 CommonJS 模块遇到循环加载时，返回的是当前已经执行的部分的值，而不是代码全部执行后的值，两者可能会有差异。所以，输入变量的时候，必须非常小心。

2. es6 模块的加载原理：

es6 模块是动态引用，如果使用import从一个模块加载变量（即import foo from 'foo'），那些变量不会被缓存，而是成为一个指向被加载模块的引用，需要开发者自己保证，真正取值的时候能够取到值。

// a.mjs
import {bar} from './b';
console.log('a.mjs');
console.log(bar);
export let foo = 'foo';

// b.mjs
import {foo} from './a';
console.log('b.mjs');
console.log(foo);
export let bar = 'bar';

上面代码中，a.mjs加载b.mjs，b.mjs又加载a.mjs，构成循环加载。执行a.mjs，结果如下。

$ node --experimental-modules a.mjs
b.mjs
ReferenceError: foo is not defined

首先，执行a.mjs以后，引擎发现它加载了b.mjs，因此会优先执行b.mjs，然后再执行a.mjs。

接着，执行b.mjs的时候，已知它从a.mjs输入了foo接口，这时不会去执行a.mjs，而是认为这个接口已经存在了，继续往下执行。

执行到第三行console.log(foo)的时候，才发现这个接口根本没定义，因此报错。

// a.mjs
import {bar} from './b';
console.log('a.mjs');
console.log(bar);

// 添加的内容：
function foo() { return 'foo' }`

export let foo = 'foo';

// b.mjs
import {foo} from './a';
console.log('b.mjs');
console.log(foo);
export let bar = 'bar';

解决办法：将foo写成函数，因为函数具有提升作用，在执行import {bar} from './b'时，函数foo就已经有定义了，所以b.mjs加载的时候不会报错。

这个例子要是改写成 CommonJS，就根本无法执行，会报错。

总结

通过上述内容的梳理，我们可以清晰地构建起 es5 和 es6+ 之间的区别与联系，从而更好地利用 es6+ 的新特性 去开发和优化项目代码，希望这篇文章能带给你不一样的收获，再次感谢观看！