关于 JavaScript 未来的猜想

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几年后的 JavaScript 会是什么样子？不防根据现下的情况做一个预测。

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。

Record & Tuple （stage 2）

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：

// 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：

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：

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：

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

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： 

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： 

class A {
 static x1 = 8;
}

编译结果是：

"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：

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：

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：

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：

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。

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）。

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。

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：

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：

  1. 在do {}中不能仅有声明语句，或者是缺少 else 的if，以及循环。
  2. 空白的do {}语句效果等同于void 0。
  3. 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：

// at the top level of a script
async 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：

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：

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： 

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

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：

function add(x, y) { return x + y; }

const addOne = add.bind(null, 1);
addOne(2); // 3

const addTen = x => add(x, 10);
addTen(2); // 12

使用Partial Application Syntax，写法会是这样的：

const addOne = add(1, ?); 
addOne(2); // 3

const 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：

let person = { score: 25 };

let newScore = person.score
  |> double
  |> add(7, ?)
  |> boundScore(0, 100, ?);
  1. 目前的实现暂时不支持await。
  2. 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：

// before
await Promise.all(users.map(async x => fetchProfile(x.id)))

// after
await.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。

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