几年后的 JavaScript 会是什么样子？

2021-10-19 11:17:51 浏览数 (1)

前言

最近看到了一些很有趣的 ECMAScript 提案，如 Record 与 Tuple 数据类型，借鉴自 RxJS 的Observable，借鉴自函数式编程的 throw Expressions，带来更好错误处理能力的 Error Cause 等。可以认为，等这些提案推进完毕，进入到 未来的 ES Next 特性中，JavaScript又会迎来一次变革。而这篇文章将列举一部分笔者认为值得关注的 ECMAScript 提案，既包括新的API（如先前的replaceAll），也有着新的语法（如先前的?.与??等），目前它们中的大部分仍停留在 stage1/2 中，因此想要实际使用还需要使用借助 Babel 插件，或是静静等待...

作为前端同学，即使你没有去主动了解过，应该也或多或少听说过ECMA、ECMAScript、TC39、ES6这些词，你可能对这些名词代表的概念一知半解甚至是从未了解过，这是非常正常的，因为不知道这些名词的意义并不影响你将各种 ES 新特性用的如臂使指。但了解一下也花不了多少时间？更是可以让你感受到 JavaScript 这门从出生开始就被吐槽的语言其实也在努力变得更好。所以在开始正式介绍各种提案前，我们有必要先了解一下这些概念。

以下关于背景的介绍大部分来自于雪碧老师的JavaScript20年-创立标准一节。

  • ECMA（European Computer Manufacturers Association，欧洲计算机制造商协会），这是一个国际组织，主要负责维护各种计算机的相关标准。我们都知道 JavaScript 这门语言最早来自于网景公司（Netscape），但网景在浏览器市场上和微软（IE）的竞争落得下风，为了避免最终 Web 脚本的主导权落入微软手中，网景开始寻求 ECMA 组织的帮助，来推动 JavaScript 的标准化。
  • 在1996年，JavaScript正式加入了 ECMA 大家庭，我们后面会叫它 ECMAScript（下文简称ES）。TC39则是 ECMA 为 ES 专门组织的技术委员会（Technical Committee），39这个数字则是因为 ECMA 使用数字来标记旗下的技术委员会。TC39的成员由各个主流浏览器厂商的代表构成（因为毕竟最后还要这些人实现嘛）。
  • ECMA-262即为 ECMA 组织维护的第262条标准，这一标准是在不断演进的，如现在是2020年6月发布的第11版。同样的，目前最为熟知的是2015年发布的ES6。你还可以在 TC39的ECMA262官网 上看到 ES2022 的最新草案。
  • ECMA还维护着许多其他方面的标准，如ECMA-414，定义了一组 ES 规范套件的标准；ECMA-404，定义了 JSON 数据交换的语法；甚至还有120mm DVD 的标准：ECMA267。
  • 对于一个提案从提出到最后被纳入ES新特性，TC39的规范中有五步要走：
    • stage0（strawman），任何TC39的成员都可以提交。
    • stage1（proposal），进入此阶段就意味着这一提案被认为是正式的了，需要对此提案的场景与API进行详尽的描述。
    • stage2（draft），演进到这一阶段的提案如果能最终进入到标准，那么在之后的阶段都不会有太大的变化，因为理论上只接受增量修改。
    • state3（candidate），这一阶段的提案只有在遇到了重大问题才会修改，规范文档需要被全面的完成。
    • state4（finished），这一阶段的提案将会被纳入到ES每年发布的规范之中。
  • 有兴趣的同学可以阅读 The TC39 process for ECMAScript features 了解更多。

Record & Tuple（stage2）

proposal-record-tuple 这一提案为 JavaScript 新增了两种数据结构：Record（类似于对象） 和 Tuple（类似于数组），它们的共同点是都是不可变的（Immutable），同时成员只能是原始类型，以及同样不可变的 Record 和 Tuple 。正因为它们的成员不能包含引用类型，所以它们是 按值比较 的，成员完全一致的 Record 和 Tuple 如果进行比较，会被认为是相同的（即'==='会返回true）。

你可能会想到社区其实对于数据不可变已经有不少方案了，如 ImmutableJS 与 Immer，它还是React中的重要概念。

使用示例：

代码语言：javascript复制
// Record
const proposal = #{
  id: 1234,
  title: "Record & Tuple proposal",
  contents: `...`,
  keywords: #["ecma", "tc39", "proposal", "record", "tuple"],
};


// Tuple
const measures = #[42, 12, 67, "measure error: foo happened"];

.at() Relative Indexing Method （stage 3）

proposal-relative-indexing-method提案引入了新的APIat()方法，用于获取可索引类(如Array, String, TypedArray)上指定位置的成员。

在过去 JavaScript 中一直缺乏负索引相关的支持，比如获取数组的最后一个成员需要使用arr[arr.length-1]，而无法使用arr[-1]。这主要是因为 JavaScript 中[]语法可以对所有对象使用，所以arr[-1]返回的是 key 为-1的属性值，而非索引为 -1（即从后往前排序）的数组成员。

而要获取数组的倒数第 N 个成员，通常使用的方法是arr[arr.length - N]，或者arr.slice(-N)[0]，两种方法都有各自的缺陷，因此 at() 就来救场了。

另外，还存在获取数组最后一个成员的提案，proposal-array-last （stage1）与获取数组最后一个符合条件的成员的提案 proposal-array-find-from-last。

Temporal （stage 3）

proposal-temporal主要是为了提供标准化的日期与时间API，这一提案引入了一个全局的命名空间 Temporal（类似于Math、Promise）来引入一系列现代化的日期API（JavaScript 的 Date API 谁用谁知道，也难怪社区那么多日期处理库了），如：

Temporal.Instant 获取一个固定的时间对象：

代码语言：javascript复制
const instant = Temporal.Instant.from('1969-07-20T20:17Z');
instant.toString(); // => '1969-07-20T20:17:00Z'
instant.epochMilliseconds; // => -14182980000

Temporal.PlainDate 获取calendar date：

代码语言：javascript复制
const date = Temporal.PlainDate.from({ year: 2006, month: 8, day: 24 }); // => 2006-08-24
date.year; // => 2006
date.inLeapYear; // => false
date.toString(); // => '2006-08-24'

Temporal.PlainTime 获取wall-clock time：

代码语言：javascript复制
const time = Temporal.PlainTime.from({
  hour: 19,
  minute: 39,
  second: 9,
  millisecond: 68,
  microsecond: 346,
  nanosecond: 205
}); // => 19:39:09.068346205

time.second; // => 9
time.toString(); // => '19:39:09.068346205'

Temporal.Duration 获取一段时间长度，用于比较时间有奇效

代码语言：javascript复制
const duration = Temporal.Duration.from({
  hours: 130,
  minutes: 20
});

duration.total({ unit: 'second' }); // => 469200

更多细节参考ts39-proposal-temporal docs。

Private Methods (stage 3)

private-methods 提案为 JavaScript Class 引入了私有的属性、方法以及getter/setter，不同于 TypeScript 中使用 private 语法，这一提案使用#语法来标识私有成员，在阮老师的ES6标准入门中也提到了这一提案。

所以这个提案已经过了多少年了...

参考阮老师给的例子：

代码语言：javascript复制
class IncreasingCounter {
  #count = 0;
  get value() {
    console.log('Getting the current value!');
    return this.#count;
  }
  increment() {
    this.#count  ;
  }
}

类似的，还有一个同样处于 stage3 的提案proposal-class-fields引入了static关键字。

对 TypeScript 使用者来说可能没什么感觉，因为在 JavaScript 中写 Class 越来越少了。但是这一提案成功被引入后，可能会使得TS到JS的编译产物变化，即直接使用JS自身的static、#语法。比如现在这么一段TS代码：

代码语言：javascript复制
class A {
 static x1 = 8;
}

编译结果是：

代码语言：javascript复制
"use strict";
class A {}
A.x1 = 8;

而在static被引入后，则可能会直接使用static语法。

同样的，现在的编译结果其实并不能确保“私有”，即编译后的 JS 代码仍然能非法的获取私有成员，因为从语言层面并没有相关能力提供。

Top-level await (stage4)

proposal-top-level-await这个提案感觉就没有啥展开描述的必要了，很多人应该已经用上了。简单地说，就是你的 await 语法不再和 async 强绑定了，你可以直接在应用的最顶层使用 await 语法而不再需要套一个 async 函数，NodeJS也从 14.8 开始支持了这一提案。

Import Assertions (stage 3)

proposal-import-assertions 这一提案为导入语句新增了用于标识模块类型的断言语句，语法如下：

代码语言：javascript复制
import json from "./foo.json" assert { type: "json" };import("foo.json", { assert: { type: "json" } });

注意，对 JSON 模块的导入最开始属于这一提案的一部分，后续被独立出来作为一个单独的提案：proposal-json-modules。

这一提案最初起源于为了在 JavaScript 中更便捷的导入 JSON 模块，后续出于安全性考虑加上了 import assertions 来作为导入不可执行模块的必须条件。

这一提案同样解决了模块类型与其 MIME 类型不符的情况，并且，和现在如火如荼的基于 ESM 的 Bundleless 工具结合应该会有奇妙的化学反应，期待 Vite3.0 能安排上这个提案。

Error Cause (stage 3)

proposal-error-cause这一提案目前由淘系技术部的昭朗同学在推进，其目的主要是为了便捷的传递导致错误的原因，如果不使用这个模块，想要清晰的跨越多个调用栈传递错误上下文信息，通常要这么做：

代码语言：javascript复制
async function getSolution() {  const rawResource = await fetch('//domain/resource-a')    .catch(err => {      // 想想要怎么抛出一个携带有效信息的错误？   // 直接抛出个异常？      // 1. throw new Error('Download raw resource failed: '   err.message);   //  实例化一个error再指定属性？      // 2. const wrapErr = new Error('Download raw resource failed');      //    wrapErr.cause = err;      //    throw wrapErr;   // 创建Error的子类？      // 3. class CustomError extends Error {      //      constructor(msg, cause) {      //        super(msg);      //        this.cause = cause;      //      }      //    }      //    throw new CustomError('Download raw resource failed', err);    })  const jobResult = doComputationalHeavyJob(rawResource);  await fetch('//domain/upload', { method: 'POST', body: jobResult });}await doJob(); // => TypeError: Failed to fetch

看起来好像都不太直观？而按照这一提案的语法：

代码语言：javascript复制
async function doJob() {  const rawResource = await fetch('//domain/resource-a')    .catch(err => {      throw new Error('Download raw resource failed', { cause: err });    });  const jobResult = doComputationalHeavyJob(rawResource);  await fetch('//domain/upload', { method: 'POST', body: jobResult })    .catch(err => {      throw new Error('Upload job result failed', { cause: err });    });}

Decorators (stage 2)

proposal-decorators这一提案...，或许是我们最熟悉的老朋友了。但是此装饰器非彼装饰器，历时五年来装饰器提案已经走到了第三版，仍然卡在 stage 2。

来看看它现在的实现是这样的，是不是感觉有点诡异？

decorator

这里引用笔者早前的一篇文章来简单讲述下装饰器的历史：

首先我们需要知道，JS 与 TS 中的装饰器不是一回事，JS 中的装饰器目前依然停留在 stage 2 阶段，并且目前版本的草案与 TS 中的实现差异相当之大（TS 是基于第一版，JS 目前已经第三版了），所以二者最终的装饰器实现必然有非常大的差异。 其次，装饰器不是 TS 所提供的特性（如类型、接口），而是 TS 实现的 ECMAScript 提案（就像类的私有成员一样）。TS 实际上只会对 stage-3 以上的语言提供支持，比如 TS3.7.5 引入了可选链（Optional chaining）与空值合并（Nullish-Coalescing）。而当 TS 引入装饰器时（大约在 15 年左右），JS 中的装饰器依然处于 stage-1 阶段。其原因是 TS 团队与 Angular 团队 PY 成功了，Ng 团队不再维护 AtScript，而 TS 引入了注解语法（Annotation）及相关特性。 但是并不需要担心，即使装饰器永远到达不了 stage-3/4 阶段，它也不会消失的。有相当多的框架都是装饰器的重度用户，如Angular、NestJS、MidwayJS等。对于装饰器的实现与编译结果会始终保留，就像JSX一样。如果你对它的历史与发展方向有兴趣，可以读一读 是否应该在 production 里使用 typescript 的 decorator？（贺师俊贺老的回答）

和类的私有成员、静态成员提案一样，目前使用最广泛的还是 TS 中的装饰器，但是二者的语义完全不同，因此原生装饰器的提案不太可能会影响 TypeScript 到 JavaScript 的编译结果。

Iterator Helpers （stage 2）

proposal-iterator-helpers提案为ES中的Iterator使用与消费引入了一批新的接口，虽然实际上，如 Lodash 与 Itertools（思路来自于Python3中的 itertools）这样的工具库已经提供了绝大部分能力，如 filter、filterMap 等。其他语言如 Rust、C# 中也内置了非常强大的Iterator Helpers，见Prior Art。

示例：

代码语言：javascript复制
function* naturals() {  let i = 0;  while (true) {    yield i;    i  = 1;  }}const evens = naturals()  .filter((n) => n % 2 === 0);for (const even of evens) {  console.log(even, 'is an even number');}

虽然目前很少会直接和 Generator、Iterator 打交道了，但这些毕竟是语言底部的东西，了解其基本使用与运行机制还是有好处的。

throw Expressions (stage 2)

proposal-throw-expressions这一提案主要提供了 const x = throw new Error() 这一语法，但这并不是 throw 语法的替代品，更像是 **面向表达式(Expression-Oriented) ** 能力的补齐。

代码语言：javascript复制
function getEncoder(encoding) {  const encoder = encoding === "utf8" ? new UTF8Encoder()                 : encoding === "utf16le" ? new UTF16Encoder(false)                 : encoding === "utf16be" ? new UTF16Encoder(true)                 : throw new Error("Unsupported encoding");}

Upsert(Map.prototype.emplace) (stage 2)

proposal-upsert这一提案为 Map 引入了 emplace 方法，在当前 Map 上的key已存在时，执行更新操作，否则执行创建操作。确实是很甜的语法糖，感觉底层框架、工具库用 Map 多一些。

Observable (stage 1)

proposal-observable这一提案，其实懂的同学看到 Observable 这个词已经懂这个提案是干啥的了，它引入了 RxJS 中的Observable、Observer（同样是next/error/complete/start）、Subscriber(next/error/complete)等概念，当然还有 Operators（但目前只是部分），同样支持高阶Observable，以及在被订阅时才会开始推送数据（Lazy-Data-Emitting）。

代码语言：javascript复制
function listen(element, eventName) {    return new Observable(observer => {        // Create an event handler which sends data to the sink        let handler = event => observer.next(event);        // Attach the event handler        element.addEventListener(eventName, handler, true);        // Return a cleanup function which will cancel the event stream        return () => {            // Detach the event handler from the element            element.removeEventListener(eventName, handler, true);        };    });}

估计是因为还在 stage1 的关系，目前支持的操作符只有of、from这种最基础的，但按照这个趋势下去RxJS中的大部分操作符都会被吸收过来。个人感觉需要非常久的时间才能看到未来结果，因为 RxJS 拥有的海量操作符可不是说着玩的，如果全都要吸收过来可能会吃力不讨好的。同时，RxJS的学习成本还是有的，我不认为大家会因为它被吸收到JS语言原生就会纷纷开始学习相关概念。

Promise.try (stage 1)

proposal-promise-try提案引入了 Promise.try 方法，这一方法其实很早就在bluebird中提供了，其使用方式如下：

代码语言：javascript复制
function getUserNameById(id) {    return Promise.try(function() {        if (typeof id !== "number") {            throw new Error("id must be a number");        }        return db.getUserById(id);    }).then((user)=>{        return user.name});}

Promise.try方法返回一个promise实例，如果方法内部抛出了错误，则会走到.catch方法。上面的例子如果正常来写，通常会这么写：

代码语言：javascript复制
function getUserNameById(id) {    return db.getUserById(id).then(function(user) {        return user.name;    });}

看起来好像没什么区别，但仔细想想，假设下面一个例子中，id是错误的，

db.getUserById(id)返回了空值，那么这样 user.name 无法获取，将会走.catch，但如果不返回空值而是抛出一个同步错误呢？Promises的错误捕获功能的工作原理是所有同步代码都位于 .then 中，这样它就可以将其包装在一个巨大的 try/catch 块中（所以同步错误都能走到 .catch 中）。但是在这个例子中，db.getUserById(id)并非位于 .then 语句中，这就导致了这里的同步错误无法被捕获。简单的说，如果仅使用.then，只有第一次异步操作后的同步错误会被捕获。

而是用Promise.try，它将捕获 db.getUserById(id) 中的同步错误（就像 .then 一样，区别主要在try不需要前面跟着一个promise实例），这样子所有同步错误就都能被捕获了。

Do Expression (stage 1)

proposal-do-expressions这个提案和 throw Expressions 一样，都是面向表达式（Expression-Oriented）的语法，函数式编程的重要特性之一。

看看示例代码：

代码语言：javascript复制
let x = do {  let tmp = f();  tmp * tmp   1};let y = do {  if (foo()) { f() }  else if (bar()) { g() }  else { h() }};

对于像笔者一样没接触过函数式编程的同学，这种语法可能确实很新奇有趣，但提案中还存在着一些注意点：

  • 在do {}中不能仅有声明语句，或者是缺少 else 的if，以及循环。
  • 空白的do {}语句效果等同于void 0。
  • await/yield标识继承自上下文

对于异步版本的do expression，存在一个尚未进入的提案proposal-async-do-expressions，旨在允许使用async do {}的语法，如：

代码语言：javascript复制
// at the top level of a scriptasync do {  await readFile('in.txt');  let query = await ask('???');  // etc}

Pipeline Operator (stage 1)

目前star最多的提案，似乎没有之一？

proposal-pipeline-operator提案引入了新的操作符|>，目前对于具体实现细节存在两个不同的竞争提案。这一语法糖的主要目的是大大提升函数调用的可读性，如 doubleNumber(number) 会变为 number |> doubleNumber 的形式，对于链式的连续函数调用更是有奇效，如：

代码语言：javascript复制
function doubleSay (str) {  return str   ", "   str;}function capitalize (str) {  return str[0].toUpperCase()   str.substring(1);}function exclaim (str) {  return str   '!';}

在管道操作符下，变为如下形式：

代码语言：javascript复制
let result = exclaim(capitalize(doubleSay("hello")));result //=> "Hello, hello!"let result = "hello"  |> doubleSay  |> capitalize  |> exclaim;result //=> "Hello, hello!"

确实大大提高了不少可读性对吧？你可能会想，上面都是单个入参，那多个呢，如下图示例：

代码语言：javascript复制
function double (x) { return x   x; }function add (x, y) { return x   y; }function boundScore (min, max, score) {  return Math.max(min, Math.min(max, score));}let person = { score: 25 };let newScore = person.score  |> double  |> (_ => add(7, _))  |> (_ => boundScore(0, 100, _));newScore //=> 57

等同于

代码语言：javascript复制
let newScore = boundScore( 0, 100, add(7, double(person.score)) )

_只是形参名称，你可以使用任意的形参名称。

Partial Application Syntax（stage 1）

proposal-partial-application这一提案引入了新的柯里化方式，即原本我们使用 bind 方法来预先固定一个函数的部分参数，得到一个高阶函数：

代码语言：javascript复制
function add(x, y) { return x   y; }const addOne = add.bind(null, 1);addOne(2); // 3const addTen = x => add(x, 10);addTen(2); // 12

使用Partial Application Syntax，写法会是这样的：

代码语言：javascript复制
const addOne = add(1, ?); addOne(2); // 3const addTen = add(?, 10); addTen(2); // 12

我们上一个列举的提案proposal-pipeline-operator，其实可以在 Partial Application Syntax 的帮助下变得更加便捷，尤其是在多参数情况下：

代码语言：javascript复制
let person = { score: 25 };let newScore = person.score  |> double  |> add(7, ?)  |> boundScore(0, 100, ?);
  • 目前的实现暂时不支持await。
  • 关于更多细节，参考 Pipeline operator: Seeking champions 以及 Pipeline operator draft。

await.opts (stage 1)

proposal-await.ops这一提案为 await 引入了await.all/race/allSettled/any四个方法，来简化 Promise 的使用。实际上它们也正是Promise.all/race/allSettled/any的替代者，如：

代码语言：javascript复制
// beforeawait Promise.all(users.map(async x => fetchProfile(x.id)))// afterawait.all users.map(async x => fetchProfile(x.id))

以上只是一部分有趣的、笔者认为值得关注并且很有可能走到最后的提案，如果你有兴趣了解更多，不妨前往TC39 Proposals Tracking，了解更多处在stage1/2/3的提案。

json es typescript node.js ecmascript

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