一起來看看 Node.js v14.x LTS 中的這些新功能

作者簡介：五月君，Software Designer，公眾號「Nodejs技術棧」作者。

Node.js 是一個基於 Chrome V8 引擎的 JavaScript 運行時。在 2020 年 10 月 27 日 Node.js v14.15.0 LTS 版已發布，即長期支持版本，其中包含了很多很棒的新功能，以下內容也是基於筆者在日常 Node.js 工作和學習中所總結的，可能不全，同時也歡迎補充，有些功能之前也曾單獨寫過文章來介紹，接下讓我們一起看看都有哪些新的變化？

目錄Intl.DisplayNames（國際化顯示名稱）Intl.DateTimeFormat（國際化處理日期時間格式）String.prototype.matchAll (throws on non-global regex)Async Local Storage（異步本地存儲）Top-Level Await（頂級 await 支持）Optional Chaining（可選鏈）

如果我們使用 JavaScript 不管是用在前端或者 Node.js 服務端都會出現如下情況，因為我們有時是不確定 user 對象是否存在，又或者 user 對象裡面的 address 是否存在，如果不這樣判斷， 可能會得到類似於 Cannot read property 'xxx' of undefined 這樣的類似錯誤。

const user = {
  name: 'Tom',
  address: {
    city: 'ZhengZhou'
  }
}
if (user && user.address) {
  console.log(user.address.city)
}
現在我們有一種優雅的寫法 "可選鏈操作符"，不必明確的驗證鏈中的每個引用是否有效，以符號 "?." 表示，在引用為 null 或 undefined 時不會報錯，會發生短路返回 undefined。
user.address?.city
user.address?.city?.length

// 結合 ?.[] 的方式訪問相當於 user.address['city']
user.address?.['city']

// 結合 delete 語句使用，僅在 user.address.city 存在才刪除
delete user.address?.city
參考 v8.dev/features/optional-chaining[1]
Nullish Coalescing（空值合併）
邏輯或操作符（||）會在左側為假值時返回右側的操作符，例如我們傳入一個屬性為 enabled:0 我們期望輸出左側的值，則是不行的。
function Component(props) {
  const enable = props.enabled || true; // true
}
Component({ enabled: 0 })
現在我們可以使用 **空值合併操作符（??）**來實現，僅當左側為 undefined 或 null 時才返回右側的值。
function Component(props) {
  const enable = props.enabled ?? true; // 0
}

Component({ enabled: 0 })
參考：v8.dev/features/nullish-coalescing[2]
Intl.DisplayNames
對於國際化應用需要用到的語言、區域、貨幣、腳本的名稱，現在 JavaScript 開發者可以使用 Intl.DisplayNames API 直接訪問這些翻譯，使應用程式更輕鬆的顯示本地化名稱。
Language（語言）
let longLanguageNames = new Intl.DisplayNames(['zh-CN'], { type: 'language' });
longLanguageNames.of('en-US'); // 美國英語
longLanguageNames.of('zh-CN'); // 中文（中國）

longLanguageNames = new Intl.DisplayNames(['en'], { type: 'language' });
longLanguageNames.of('en-US'); // American English
longLanguageNames.of('zh-CN'); // Chinese (China)
Region（區域）
let regionNames = new Intl.DisplayNames(['zh-CN'], {type: 'region'});
regionNames.of('US'); // 美國
regionNames.of('419'); // 拉丁美洲

regionNames = new Intl.DisplayNames(['en'], {type: 'region'});
regionNames.of('US'); // United States
regionNames.of('419'); // Latin America
Currency（貨幣）
let currencyNames = new Intl.DisplayNames(['zh-CN'], {type: 'currency'});
currencyNames.of('CNY'); // 人民幣
currencyNames.of('USD'); // 美元

currencyNames = new Intl.DisplayNames(['en'], {type: 'currency'});
currencyNames.of('CNY'); // Chinese Yuan
currencyNames.of('USD'); // US Dollar
Script（腳本）
let scriptNames = new Intl.DisplayNames(['zh-CN'], {type: 'script'});
scriptNames.of('Hans'); // 簡體
scriptNames.of('Latn'); // 拉丁文

scriptNames = new Intl.DisplayNames(['en'], {type: 'script'});
scriptNames.of('Hans'); // Simplified
scriptNames.of('Latn'); // Latin
參考：v8.dev/features/intl-displaynames[3] 上述實例用到的國家代號和 code 都可從參考地址獲取。
Intl.DateTimeFormat
Intl.DateTimeFormat API 用來處理特定語言環境的日期格式。
const date = new Date();

// Sunday, January 10, 2021 at 9:02:29 PM GMT+8
new Intl.DateTimeFormat('en-US', { dateStyle: 'full', timeStyle: 'long'}).format(date)

// 21/1/10 中國標準時間 下午9:02:29.315
new Intl.DateTimeFormat('zh-CN', {
  year: '2-digit',
  month: 'numeric',
  day: 'numeric',
  hour: 'numeric',
  minute: 'numeric',
  second: 'numeric',
  fractionalSecondDigits: 3,
  timeZoneName: 'long'
}).format(date)
參考: Intl/DateTimeFormat[4]
String.prototype.matchAll
matchAll() 返回一個包含所有匹配正則表達式的結果，返回值為一個不可重用（不可重用意思為讀取完之後需要再次獲取）的迭代器。
matchAll() 方法在 Node.js v12.4.0 以上版本已支持，該方法有個限制，如果設置的正則表達式沒有包含全局模式 g ，在 Node.js v14.5.0 之後的版本如果沒有提供會拋出一個 TypeError 異常。
// const regexp = RegExp('foo[a-z]*','g'); // 正確
const regexp = RegExp('foo[a-z]*'); // 錯誤，沒有加全局模式
const str = 'table football, foosball, fo';
const matches = str.matchAll(regexp); // TypeError: String.prototype.matchAll called with a non-global RegExp argument

for (const item of matches) {
  console.log(item);
}
參考：ES2020-features-String-prototype-matchAll-throws-on-non-global-regex[5]
AsyncLocalStorage
Node.js Async Hooks 模塊提供了 API 用來追蹤 Node.js 程序中異步資源的聲明周期，在最新的 v14.x LTS 版本中新增加了一個 AsyncLocalStorage 類可以方便實現上下文本地存儲，在異步調用之間共享數據，對於實現日誌鏈路追蹤場景很有用。
下面是一個 HTTP 請求的簡單示例，模擬了異步處理，並且在日誌輸出時去追蹤存儲的 id。
const http = require('http');
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');
const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();
function logWithId(msg) {
  const id = asyncLocalStorage.getStore();
  console.log(`${id !== undefined ? id : '-'}:`, msg);
}
let idSeq = 0;
http.createServer((req, res) => {
  asyncLocalStorage.run(idSeq++, () => {
    logWithId('start');
    setImmediate(() => {
      logWithId('processing...');
      setTimeout(() => {
        logWithId('finish');
        res.end();
      }, 2000)
    });
  });
}).listen(8080);
下面是運行結果，我在第一次調用之後直接調用了第二次，可以看到我們存儲的 id 信息與我們的日誌一起成功的列印了出來。
image.png
便利性的同時也會犧牲一些性能上的代價，關於 AsyncLocalStorage 的詳細使用介紹參見筆者的另一篇文章 「在 Node.js 中使用 async hooks 模塊的 AsyncLocalStorage 類處理請求上下文」 中的介紹。
ES Modules 支持
ES Modules 的支持總體上來說是個好事，進一步的規範了 Node.js 與瀏覽器的模塊生態，使之進一步趨同，同時避免了進一步的分裂。
在當前 Node.js v14.x LTS 版本中已移除試驗性支持，現在使用無需使用標誌了，它使用 import、export 關鍵字，兩種使用方式：
使用 .mjs 擴展名
// caculator.mjs
export function add (a, b) {
  return a + b;
};

// index.mjs
import { add } from './caculator.js';

console.log(add(4, 2)); // 6
告訴 Node.js 將 JavaScript 代碼視為 ES Modules
默認情況下 Node.js 將 JavaScript 代碼視為 CommonJS 規範，所以我們要在上面使用擴展名為 .mjs 的方式來聲明，除此之外我們還可以在 package.json 文件中 設置 type 欄位為 module 或在運行 node 時加上標誌 --input-type=module 告訴 Node.js 將 JavaScript 代碼視為 ES Modules。
// package.json
{
  "name": "esm-project",
  "type": "module",
  ...
}
前端的同學可能會對以上使用 ES Modules 的方式很熟悉。
詳細使用參見筆者在文章 「在 Nodejs 中 ES Modules 使用入門講解」 中的介紹。
Top-Level Await
頂級 await 支持在異步函數之外使用 await 關鍵字，在 Node.js v14.x LTS 版本中已去掉試驗性支持，現在使用也不再需要設置標誌。
import fetch from 'node-fetch';
const res = await fetch(url)
也可以像調用函數一樣動態的導入模塊。
const myModule = await import('./my-module.js');
對於異步資源，之前我們必須在 async 函數內才可使用 await，這對一些在文件頂部需要實例化的資源可能會不好操作，現在有了頂級 await 我們可以方便的在文件頂部對這些異步資源做一些初始化操作。
詳細使用參見筆者在文章 「Nodejs v14.3.0 發布支持頂級 Await 和 REPL 增強功能」 中的介紹。
Diagnostic report（診斷報告）
Diagnostic report 是 Node.js v14.x LTS 提供的一個穩定功能，在某些情況下會生成一個 JSON 格式的診斷報告，可用於開發、測試、生產環境。報告會提供有價值的信息，包括：JavaScript 和本機堆棧信息、堆統計信息、平臺信息、資源使用情況等，幫助用戶快速追蹤問題。
https://github.com/IBM/report-toolkit[6] 是 IBM 開發的一個款工具，用於簡化報告工具的使用，如下是一個簡單 Demo 它會造成服務的內存洩漏。
const total = [];
setInterval(function() {
  total.push(new Array(20 * 1024 * 1024)); // 大內存佔用，不會被釋放
}, 1000)
最終生成的 JSON 報告被 report-toolkit 工具診斷的結果可能是下面這樣的。
image.png
詳細使用參見筆者在文章 「在 Node.js 中使用診斷報告快速追蹤問題」 中的介紹。
Stream
新版本中包含了對 Stream 的一些更改，旨在提高 Stream API 的一致性，以消除歧義並簡化 Node.js 核心各個部分的行為，例如：
http.OutgoingMessage 與 stream.Writable 類似net.Socket 的行為與 stream.Duplex 完全相同一個顯著的變化 autoDestroy 的默認值為 true，使流在結束之後始終調用 _destroy
參考：Node.js version 14 available now#Stream [7]
使用異步迭代器
使用異步迭代器我們可以對 Node.js 中的事件、Stream 亦或者 MongoDB 返回數據遍歷，這是一件很有意思的事情，儘管它不是 Node.js v14.x 中新提出的功能，例如 event.on 是在 Node.js v12.16.0 才支持的，這些目前看到的介紹還不太多，因此我想在這裡做下簡單介紹。
在 Events 中使用
Node.js v12.16.0 中新增了 events.on(emitter, eventName) 方法，返回一個迭代 eventName 事件的異步迭代器，例如啟動一個 Node.js 服務可以如下這樣寫，想知道它的原理的可以看筆者下面提到的相關文章介紹。
import { createServer as server } from 'http';
import { on } from 'events';
const ee = on(server().listen(3000), 'request');
for await (const [{ url }, res] of ee)
  if (url === '/hello')
    res.end('Hello Node.js!');
  else
    res.end('OK!');
在 Stream 中使用
以往我們可以通過 on('data') 以事件監聽的方式讀取數據，通過異步迭代器可以一種更簡單的方式實現。
async function readText(readable) {
  let data = '';
  for await (const chunk of readable) {
    data += chunk;
  }
  return data;
}
目前在 JavaScript 中還沒有被默認設定 [Symbol.asyncIterator] 屬性的內建對象，在 Node.js 的一些模塊 Events、Stream 中是可使用的，另外你還可以用它來遍歷 MongoDB 的返回結果。
關於異步迭代器詳細使用參見筆者在文章 「探索異步迭代器在 Node.js 中的使用」 中的介紹。
參考資料[1]
v8.dev/features/optional-chaining: https://v8.dev/features/optional-chaining
[2]
v8.dev/features/nullish-coalescing: https://v8.dev/features/nullish-coalescing
[3]
v8.dev/features/intl-displaynames: https://v8.dev/features/intl-displaynames
[4]
Intl/DateTimeFormat: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Intl/DateTimeFormat/DateTimeFormat
[5]
ES2020-features-String-prototype-matchAll-throws-on-non-global-regex: https://node.green/#ES2020-features-String-prototype-matchAll-throws-on-non-global-regex
[6]
https://github.com/IBM/report-toolkit: https://github.com/IBM/report-toolkit
[7]
Node.js version 14 available now#Stream : https://nodejs.medium.com/node-js-version-14-available-now-8170d384567e