JS 模块的顶层 `await` (ES2022):简化异步模块初始化

各位观众老爷,大家好!今天咱们来聊聊 JavaScript 里一个挺酷炫的新特性——顶层 await。这玩意儿就像给你的模块装了个涡轮增压,让异步初始化变得前所未有的简单粗暴。

开场白:模块的苦恼与救星

在没有顶层 await 之前,JavaScript 模块在处理异步初始化的时候,那叫一个费劲。你得用 IIFE (Immediately Invoked Function Expression,立即调用函数表达式) 包裹你的代码,或者搞一些复杂的 async/await 组合拳,才能确保模块在被使用之前完成所有异步操作。

这就像你要盖房子,但是地基还没打好,你就急着往上垒砖头,结果肯定是不稳当嘛。顶层 await 的出现,就是来帮你打好地基,让你的模块从一开始就稳如泰山。

什么是顶层 await

简单来说,顶层 await 允许你在模块的最顶层(也就是不在任何函数内部)使用 await 关键字。这意味着你可以直接在模块的顶层等待一个 Promise 完成,而不需要把它包在一个 async 函数里。

这就像你直接跟包工头说:“等等,水泥还没干呢,先别动!” 包工头(也就是 JavaScript 引擎)就会老老实实地等着,直到水泥(也就是 Promise)干了(也就是 resolved),才会继续盖房子(也就是执行模块的其他代码)。

顶层 await 的好处

  • 简化代码: 告别 IIFE 和复杂的异步初始化逻辑,代码更简洁易懂。
  • 提高可读性: 代码结构更清晰,更容易理解模块的初始化过程。
  • 更早的依赖加载: 模块可以更早地开始加载依赖,提高应用的启动速度。
  • 动态依赖加载: 可以根据异步操作的结果动态地加载其他模块。

代码示例:告别 IIFE,拥抱顶层 await

咱们先来看看在没有顶层 await 的时候,异步初始化模块是怎么做的:

// 老式写法:使用 IIFE
let data;

(async () => {
  const response = await fetch('/api/data');
  data = await response.json();
  console.log('数据加载完成');
})();

export { data };

//使用时,需要注意data可能未加载完成
setTimeout(() => {
    console.log(data)
}, 1000)

这段代码看起来是不是有点眼花缭乱?你需要用一个 IIFE 包裹你的异步代码,然后才能把结果赋值给模块的变量。而且,在使用 data 之前,你还得小心翼翼地检查它是否已经加载完成。

现在,让我们来看看使用顶层 await 的写法:

// 使用顶层 await
const response = await fetch('/api/data');
const data = await response.json();
console.log('数据加载完成');

export { data };

console.log("模块加载完成! data已经准备好")
console.log(data)

是不是感觉清爽多了?你只需要直接在模块的顶层使用 await 关键字,就可以等待 fetch 请求完成,然后把结果赋值给 data 变量。JavaScript 引擎会自动等待 data 加载完成,才会执行模块的其他代码。

案例分析:各种场景下的顶层 await

咱们再来看几个更具体的例子,看看顶层 await 在不同的场景下都能发挥什么作用。

  • 加载配置文件:
// config.js
const response = await fetch('/config.json');
const config = await response.json();

export default config;

// app.js
import config from './config.js';

console.log(config.apiUrl); // 可以直接访问配置项,无需等待

在这个例子中,config.js 模块使用顶层 await 加载配置文件。app.js 模块可以直接导入 config,并访问其中的配置项,而不需要担心配置尚未加载完成的问题。

  • 初始化数据库连接:
// db.js
import { createConnection } from 'mysql';

const connection = createConnection({
  host: 'localhost',
  user: 'root',
  password: 'password',
  database: 'mydb'
});

await new Promise((resolve, reject) => {
  connection.connect(err => {
    if (err) {
      reject(err);
    } else {
      console.log('数据库连接成功');
      resolve();
    }
  });
});

export default connection;

// app.js
import connection from './db.js';

connection.query('SELECT * FROM users', (err, results) => {
  console.log(results); // 可以直接执行数据库查询,无需等待连接建立
});

在这个例子中,db.js 模块使用顶层 await 初始化数据库连接。app.js 模块可以直接导入 connection,并执行数据库查询,而不需要担心连接尚未建立的问题。

  • 动态加载依赖:
// analytics.js
const apiKey = await fetch('/api/get-analytics-key').then(res => res.text());
const analyticsLibrary = await import(`https://cdn.example.com/analytics-${apiKey}.js`);

export default analyticsLibrary;

// app.js
import analyticsLibrary from './analytics.js';

analyticsLibrary.trackEvent('page_view'); // 可以直接使用分析库,无需等待加载

在这个例子中,analytics.js 模块使用顶层 await 动态加载分析库。根据从服务器获取的 API 密钥,加载不同版本的分析库。app.js 模块可以直接导入 analyticsLibrary,并使用其中的函数,而不需要担心库尚未加载完成的问题。

注意事项:顶层 await 的使用限制

虽然顶层 await 很方便,但是它也有一些使用限制。

  • 只在模块中使用: 顶层 await 只能在 ES 模块中使用,不能在 CommonJS 模块中使用。
  • 浏览器支持: 顶层 await 需要浏览器支持 ES 模块和顶层 await 特性。现代浏览器都已经支持,但是老旧浏览器可能不支持。
  • 性能影响: 过度使用顶层 await 可能会影响应用的启动速度。因为 JavaScript 引擎需要等待所有顶层 await 完成后才能执行模块的其他代码。
  • 依赖循环: 避免出现依赖循环,否则可能会导致死锁。

顶层 await 与其他异步模式的对比

为了更好地理解顶层 await 的优势,咱们把它和其他异步模式做个对比。

特性 IIFE async 函数 + await 顶层 await
代码简洁性 较差,需要额外的函数包裹 较好,但需要定义 async 函数 最好,直接使用 await
可读性 较差,代码结构复杂 较好,代码结构清晰 最好,代码结构最清晰
适用范围 广泛,可以在任何地方使用 广泛,但需要定义 async 函数 有限,只能在 ES 模块中使用
性能 可能影响启动速度,因为需要等待 IIFE 执行完成 可能影响启动速度,因为需要等待 async 函数执行完成 可能影响启动速度,因为需要等待所有顶层 await 完成
是否阻塞模块执行 阻塞,需要等待 IIFE 执行完成 阻塞,需要等待 async 函数执行完成 阻塞,需要等待所有顶层 await 完成
动态依赖加载 不支持 不支持 支持,可以根据异步操作的结果动态加载其他模块

总结:顶层 await 的未来

总的来说,顶层 await 是一个非常有用的特性,它可以简化异步模块初始化,提高代码的可读性和可维护性。虽然它有一些使用限制,但是只要合理使用,就可以大大提高开发效率。

随着 JavaScript 引擎的不断发展,顶层 await 的性能也会越来越好,它的应用范围也会越来越广。相信在不久的将来,顶层 await 将会成为 JavaScript 模块开发的标配。

补充说明:模块类型和顶层 await 的关系

刚才提到顶层 await 只能在 ES 模块中使用,那什么是 ES 模块呢?它和 CommonJS 模块有什么区别呢?

  • ES 模块 (ECMAScript Modules): 使用 importexport 关键字导入和导出模块。浏览器和 Node.js 都支持 ES 模块。
  • CommonJS 模块: 使用 requiremodule.exports 导入和导出模块。主要用于 Node.js 环境。

要使用顶层 await,你需要确保你的代码是 ES 模块。在 Node.js 中,你可以通过以下几种方式来启用 ES 模块:

  • 使用 .mjs 文件扩展名: 将你的 JavaScript 文件保存为 .mjs 扩展名。
  • package.json 中设置 "type": "module" 在你的项目的 package.json 文件中添加 "type": "module" 属性。
  • 使用 --experimental-modules 标志: 在运行 Node.js 时,使用 --experimental-modules 标志。

代码示例:Node.js 中使用顶层 await

咱们来看一个在 Node.js 中使用顶层 await 的例子。

  1. 创建 package.json 文件:
{
  "name": "top-level-await-example",
  "version": "1.0.0",
  "type": "module"
}
  1. 创建 index.mjs 文件:
// index.mjs
import fetch from 'node-fetch'; // 需要安装 node-fetch

const response = await fetch('https://api.github.com/users/octocat');
const user = await response.json();

console.log(user.login); // octocat
  1. 运行代码:
node index.mjs

在这个例子中,我们使用 node-fetch 库来发送 HTTP 请求,并在模块的顶层使用 await 关键字等待请求完成。由于我们在 package.json 文件中设置了 "type": "module",所以 Node.js 会将 index.mjs 文件视为 ES 模块,并允许我们使用顶层 await

总结的总结:顶层 await,未来可期!

好了,关于顶层 await 的内容就讲到这里。希望通过今天的讲解,大家能够对顶层 await 有更深入的了解,并在实际开发中灵活运用它。

记住,顶层 await 虽然好用,但是也要注意使用限制,避免过度使用。只有合理使用,才能发挥它的最大价值。

感谢大家的收看,咱们下期再见!

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