2019-05-29

JavaScript ES6/7/8 - להשלים פערים, ומהר - חלק ג' ואחרון


פוסט שלישי ואחרון בסדרה:
  • בחלק הראשון - כיסינו את let ו const, חידושים בגזרת הפונקציות, ו spread operator השימושי.
  • בחלק השני - כיסינו Classes ו Modules - וגם הזכרנו בקצרה יכולת ליבה חשובה בשם Promises.
בחלק הזה, נכסה עוד כמה אלמנטים בתחביר שעשויים להיות לא-מובנים, נכסה יכולות מתקדמות כמו Symbols ו Generators - ונסיים ב Async-Await - המנגנון שמפשט את השימוש ב Promises, וכנראה שנשתמש בו ברוב המקרים.


בואו נתחיל!



שימושים שונים ל [ ]


ב ES5 אנו רגילים לסוגריים המרובעים - כמגדירים של רשימה. ב ES6 נראה אותם בעוד כמה וריאציות. למשל:


אמנם Array בשפה הוא iterable, אבל כאשר אנו רוצים להפעיל לולאה עם האינדקס, אנו משתמשים בפונקציה בשם ()entries המחזירה iterator של האיברים עם האינדקס שלהם. כלומר: בכל אינטרקציה אנו נקבל מערך [index, item]. מכאן הכי טבעי להשתמש ב deconstructing assignment על מנת לקבל את הערכים.

שימו לב ש for x... of XList הוא פורמט חדש ללולאה, המבוססת על iterables. ברור.



Computed property names

אופן נוסף שבו נראה סוגריים מרובעים, הוא בהגדרת properties של אובייקט. ב ES6 ניתן לקבוע מפתח של property כתוצאה מחישוב:

  1. יצרנו לאובייקט תכונה ששמה מגיע ממשתנה חיצוני - ולכן עשוי להשתנות עם הזמן.
  2. הנה אנחנו ממש מפעילים חישוב כדי לבנות את שם ה property. אפשר ומותר.
  3. האובייקט שנוצר - מייצג את תוצאות החישוב.
    1. הנה אפשר לגשת לתכונות ששמן נוצר ע"י חישוב - באופן רגיל.
    2. ניתן גם להשתמש בתחביר הסוגריים המרובעים לשלוף תכונה מתוך האובייקט. האמת, שגם ב ES5 ניתן לגשת לתכונה עם שם דינאמי באובייקט, אם כי בצורה קצת אחרת: פשוט צריך להרכיב מחרוזת של השם שלה.
    3. התחביר של computer property name עובד רק ב context של אובייקט. ב contexts אחרים, לסוגריים מרובעים יהיו משמעויות אחרות.

אז מה בעצם השימוש לתחביר החדש הזה של computer properties? האם TC39 ניסו בכח לבלבל אותנו עם משמעויות שונות לסימנים מוכרים?!

אני מקווה שלא.

הנה שימוש טיפוסי אחד: יצירה דינאמית של אובייקטים (או Classes):


וריאציה נוספת, וחשובה יותר של השימוש - קשורה לאייטם הבא.



Symbols

ל ES6 נוסף טיפוס פרימיטיבי חדש בשפה, בשם Symbol.

אולי אתם מכירים Symbol מ Ruby, Elixier או Closure (או Scala. הכל יש בסקאלה). אמנם יש דמיון, אבל זה לא אותו הדבר. ב ES6 השימוש הוא שונה, ובעיקר סובב סביב הוספת metadata לאובייקטים, והוספת יכולות חדשות לשפה בצורה תואמת-לאחור.

נתחיל בדוגמה:


באובייקט customer1 הגדרנו 2 שדות: שם ומזהה לקוח. משום מה, שדה ה customerId לא זמין לרוב הפעולות בשפה - אנחנו רואים רק את השדה name. מוזר!

הפונקציה ()Symbol מייצרת עבורנו מופע חדש (וייחודי, Singleton) של symbol. המחרוזת שמועברת לה - משמשת כמזהה ל Symbol.

Symbol נשמע כ property "בלתי נראה" על האובייקט. לא ניתן property שהוא Symbol מעזרת מפתח שהוא מחרוזת, והוא לא יתנגש עם properties עם "שם" זהה (כפי שאמרנו, אין לו שם). אפשר לחשוב על Symbols כ properties ביקום מקביל.

על Symbol ניתן לבצע את כל הפעולות הרגילות על properties כגון הוספה ומחיקה - כל עוד מעבירים את ה symbol לפעולה (הוספה, מחיקה, וכו'). כל פעולה על Symbol דורשת התייחסות למופע של ה Symbol.

  1. אפשר לשלוף ערך מאובייקט - ע״פ ה Symbol. אם לא קיים - יחזור undefined.
  2. אפשר לקבל את כל שמות ה Symbols על אובייקט - בעזרת הפונקציה ()Object.getOwnPropertySymbols
  3. למרות שהגדרנו 2 symbols שונים עם אותו "מזהה" CUSTOMER_ID - הם שונים. המזהה שלהם הוא המופע של פרמיטיב ה Symbol - ויש לעשות בו שימוש-חוזר! עובדה: יש לנו 2 symbols עם אותו "מזהה" על האובייקט - אבל הם בעצם Symbols שונים לחלוטין.

בלי להרחיב יותר מדי, אציין רק של Symbols יש global registry שדרכו אפשר לקבל את ה instance (הייחודי, singleton) של Symbol מסוים - מבלי ליצור תלויות של כל הקוד בקובץ יחיד. הפונקציה בעזרתה מקבלים מופע של Symbol נקראת (...)Symbol.for. לרוב מי שישתמש ב Symbols הם Frameworks. אם אתם רוצים להבין Symbols יותר לעומק - אני ממליץ על המאמר המקיף הזה.

שימוש חשוב נוסף של Symbols הם לספק שמות חדשים בשפה, שלא יתנגשו בשמות קיימים בקוד קיים. למשל: רצו להוסיף יכולת להגדיר אובייקטים כ Iterable ע"י מימוש של פונקציה עם שם מסוים - אך כל שם בעולם שיבחרו (כולל zz3pro) - עשוי להיות כבר בשימוש ע"י קוד ג'אווהסקריפט (זוכרים את חוק אטווד?).

הפתרון הוא בשימוש ב symbols - כך שלא תהיה התנגשויות. בכדי להגדיר אובייקט כ Iterable עלינו לממש פונקציה בשם ()[Symbol.iterator], כאשר Symbol.iterator הוא Symbol של השפה. פונקציות הרי רשומות כ property על האובייקט (או prototype) - וה property הזה יכול להיות גם Symbol.



Generators


הנה עוד יכולת מתקדמת יחסית בשפה. אני לא בטוח שכולכם אכן תשתמשו בה - ולכן אקצר. היא תתחבר לנו לנושא שיבוא אחריה (שהוא דווקא מאוד שימושי).

Generators מייצרים פונקציות שלא מבוצעות במלואן בקריאה אליהן - אלה רק בסדרה של קריאות, בעצם סוג של iterator. הסימון שלהן בשפה: *function.

כלומר: Generator הוא פונקציה שמייצרת iterator.

מה השוני שלהן מ [Symbol.iterator] או מפונקציה שמחזירה פונקציה? יש לפונקציה שנוצרה ע״י Generator כמה תכונות מיוחדות ומתקדמות - המנוהלות ברמת המפרשן. השימוש העיקרי של Generators הוא לנהל בצורה קלה לקריאה סדרה של פעולות, בד"כ אסינכרוניות - בעלות קשר אחת לשנייה.

הנה תיאור ההתנהגות הבסיסית:


ה Generator מייצר את ה iterator מאחורי הקלעים. גוף הפונקציה שלו - היא בעצם ה template לקוד של כל iterator - כאשר המפרשן מנהל את ה state של ה iterator הזה: הוא זוכר היכן בדיוק עצרנו, ואת ערכי המשתנים ב scope הפונקציה באותה הנקודה (קרי: ה activation frame).

yield היא מילה שמורה חדשה בשפה - המשמשת את ה Generators. המשמעות שלה היא כמו return שגורם לשמירת ה state של ה iterator: כשנקרא ל ()next פעם נוספת - נמשיך בדיוק מהשורה הבאה אחרי זו שממנה יצאנו, ועם אותם המשתנים.

הנה דוגמה קצת יותר מציאותית:

  1. כשמגדירים generator מתוך מחלקה, אין צורך במילה function - נשארת רק הכוכבית (*).
  2. ה Generator בעצם מתאר רצף פעולות שנדרש כדי להשיג תוצאה כלשהי. במקרה שלנו, בכדי להגיע לפרטי התשלום של הלקוח:
    1. קודם צריך למצוא account token
    2. איתו לעשות login
    3. עם ה token הזה לשלוף את המידע על התשלומים.
כלומר ה generator מתאר את הקשר בין הפעולות והסדר שלהן - אבל הוא לא מבצע אותן. מי שיבצע אותן הוא מי שיקרא ל iterator, ויש פה הפרדה בין הגדרת סדר הפעולות (ה Generator) לביצוע שלהן (הפעלת ה iterator).

האם זה לא מעצבן לקרוא לפונקציה next, next, next בכדי שתסיים את הפעולה? למה לא לכתוב פונקציה רגילה שמבצעת ברצף את כל סדר הפעולות?

זו בדיוק הנקודה של generators. כאשר אנו עושים פעולות אסינכרוניות, יש טעם רב להתחיל פעולות במקביל. ה generator מאפשר לי להתחיל פעולה אסינכרונית ראשונה, לקבל חזרה שליטה, ולהיות מסוגלים להפעיל פעולות נוספות בין שלב לשלב בביצוע ה iterator. אפשרות נוספת שניתנת לנו: להתערב ברצף ההרצה.

כאשר אני מפעיל פונקציה - אין לי יכולת לשלוט בה, ולהתערב - עד שהיא מסתיימת.

תכונה חשובה של generators היא יכולת מובנה להתערב בשלבים. אם אנחנו שולחים ערך לפונקציה ()next - הערך הזה יחליף את הערך ב state של האיטרטור:


סה"כ generators נחשבים פעולה מעט low-level עבור רוב המפתחים, ורבים שכן עבדו עם generators מצאו את עצמם עוטפים את התשובות ב Promises. מנגנון בשפה בשם Async / Await מסתמך על מנגנון ה generators בכדי לתת לנו רמת הפשטה גבוהה ונוחה מאוד לשימוש - לביצוע רצף פעולות אסינכרוני.



Async - Await


בפשט אפשר לומר ש Async-Await הוא Syntactic Sugar שהופך את השימוש ב Promises לקל ואלגנטי יותר.
עוד נוסחה שמוזכרת הרבה היא ״Async-Await ≈ Generators + Promises״ - אל דאגה! השימוש ב Generators הוא פרט מימוש מאחורי הקלעים.

Promises הם בהחלט שיפור יחסית לעבודה עם callbacks - אבל כשהשימוש בהם נעשה רחב, התגלה שגם להם יש כמה נקודות לא-נוחות.
Async Await הוא שיפור נוסף מעל Promises. מתכנתי ג׳אווהסקריפט ותיקים בוודאי קצת מקנאים במתכנתים חדשים שנוחתים לכל הנוחות הזו...


תחילה ארצה להציג את 2 הבעיות העיקריות שב Promises. אציין ש Async-Await גם יותר יעיל ברמת הביצוע וצריכת הזיכרון - במידה ואתם מריצים המון קוד מקבילי.


טיפול בכישלונות - בשני אופנים שונים:


הקוד שלמעלה יכול להיכשל ב-2 נקודות שונות: לפני שנוצר promise - ובתוך ה promise. הטיפול בכל אופן - הוא שונה, מה שמחייב אותנו (אם אנו רוצים לטפל היטב בכל התקלות האפשריות) - לטפל בשגיאות פעמיים.


Control Flow נוטה להסתבך - החלוקה לפונקציות הנשלחות ל then

בעבודה עם Promises קל להגיע לקוד מהסוג הבא (דוגמה מפושטת):


אולי אני צריך לבצע קריאה אסינכרונית ואולי לא - קשה לי לשלב את המשך ה flow בצורה אלגנטית בלי להוציא חלק מהקוד לפונקציה שניה / אולי לעטוף קטע קוד סינכרוני ב Promise בשביל הסימטריה...

הנה אותו הקוד עם async-await:


בהחלט קוד יותר אלגנטי, ושיותר קל לעבוד איתו!


אם באמת זה נראה לכם קוד מוצלח יותר - אפשר לעבור ולהבין את התחביר. בואו נפרק אותו שלב אחר שלב:


המילה השמורה async באה לפני פונקציה, ומגדירה שהפונקציה הזו מבצעת בתוכה פעילות אסינכרונית.
אם הפונקציה לא מחזירה כבר Promise, אזי async תגרום לה להחזיר את התשובה כ Promise.



את המילה השמורה await ניתן להציב רק בתוך פונקציה שהוגדרה כ Async.
הצבה שלה לפני Promise תגרום למפרשן להמתין עד של promise יש תשובה - ואז היא מחזירה אותה.

המפרשן בעצם עוצר את הרצת הפונקציה שהוגדרה כ async, וממשיך לטפל באירועים אחרים. כשל promise יש תשובה - הוא ימשיך את הרצת הפונקציה בדיוק מהנקודה בו הפסיק.
אין מניעה להשתמש בכמה פעולות await שרוצים בתוך פונקציה בודדת.

בעצם מאחורי הקלעים, המפרשן מייצר מפונקציית ה async מופע של Generator ומשתמש ב yield בכל נקודת await. ברגע שה Promise מוכן עם תשובה - הוא יקרא שוב ל Generator - שימשיך מהנקודה האחרונה.

זהו Syntactic Sugar לא קטן - ואין טעם לנסות לממש זאת לבד!


למרות ש await יוצר סדרתיות ברצת הפונקציה, עדיין אפשר להשתמש בכלים של promises על מנת להריץ קוד במקביל:


שימו לב שבדוגמה זו, לא עשינו כלום עם הערך שחזר מהביטוי "(...)await Promise.all". אם קרתה שם תקלה - לא נדע ממנה. אם היינו משתמשים ב return לערך - תקלה הייתה מתרגמת ל Exception.


לסיום הנושא, ולחידוד כיצד מתנהגת "ההפסקה" של await - בואו נחשוב מה יהיה פלט התוכנית הבאה:



התשובה היא:

a start
b start
a end
b end

אנו נכנסים ל a ואז ל b - ונעצרים בביצוע הפונקציה b בגלל ה await.
אנו יכולים להמשיך, ואכן ממשיכים בביצוע הפונקציה a ומדפיסים "a end". רק אז ה thread מתפנה לחכות ל await ולטפל בו - ואז לסיים את ביצוע הפונקציה b.

לו היינו מוסיפים ביטוי await גם על הפעלת הפונקציה b, התוצאה תהיה:

a start
b start
b end
a end

במקרה זה פונקציה a נערצת בקריאה "await b" והפונקציה b נעצרת קריאת ה await שלה.
רק לאחר שפונקציה b מסתיימת - ה await שבפונקציה a משתחרר - וממשיך לסיומה.

זה עשוי להיות מבלבל - אבל זו המציאות בעבודה עם Async-Await - שיש לשים לב אליה.


סיכום


בעקבות סדרת פוסטים זו, אינכם עדיין מומחים בעלי שם-עולמי ל ES6 - אבל אני מניח שאתם יכולים לקרוא, ולהבין - כמעט כל קוד בשפה. ניסיתי לקחת אתכם בדרך הקצרה והיעילה ביותר לנקודה זו.

כמובן שעדיין מדי פעם תזדקקו לחיפוש בגוגל או התעמקות בעוד איזו יכולת או מצב - אבל נראה לי שכיסינו את ה"קישקע" - עיקרי הדברים.


שיהיה בהצלחה!



אין תגובות:

פרסום תגובה