简介:前言我们知道Javascript语言的执行环境是"单线程"。也就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务,就必须排队,前面一个任务完成,再执行后面一个任务。这种模式虽然实现起来比较简单,执行环境相对单纯,但是 ...
前言我们知道Javascript语言的执行环境是"单线程"。也就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务,就必须排队,前面一个任务完成,再执行后面一个任务。这种模式虽然实现起来比较简单,执行环境相对单纯,但是只要有一个任务耗时很长,后面的任务都必须排队等着,会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应(假死),往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行(比如死循环),导致整个页面卡在这个地方,其他任务无法执行。为了解决这个问题,Javascript语言将任务的执行模式分成两种:同步和异步。本文主要介绍异步编程几种办法,并通过比较,得到最佳异步编程的解决方案!一、同步与异步我们可以通俗理解为异步就是一个任务分成两段,先执行第一段,然后转而执行其他任务,等做好了准备,再回过头执行第二段。排在异步任务后面的代码,不用等待异步任务结束会马上运行,也就是说,异步任务不具有”堵塞“效应。比如,有一个任务是读取文件进行处理,异步的执行过程就是下面这样二、回调函数(Callback)回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子:ajax(url, () => { // 处理逻辑})但是回调函数有一个致命的弱点,就是容易写出回调地狱(Callback hell)。假设多个请求存在依赖性,你可能就会写出如下代码: ajax(url, () => { // 处理逻辑 ajax(url1, () => { // 处理逻辑 ajax(url2, () => { // 处理逻辑 }) })})回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合,使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误,不能直接 return。 三、事件监听这种方式下,异步任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。下面是两个函数f1和f2,编程的意图是f2必须等到f1执行完成,才能执行。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的jQuery的写法)f1.on("done", f2);上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写: function f1() { setTimeout(function () { // ... f1.trigger("done"); }, 1000);}上面代码中,f1.trigger("done")表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以"去耦合",有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。 四、发布订阅我们假定,存在一个"信号中心",某个任务执行完成,就向信号中心"发布"(publish)一个信号,其他任务可以向信号中心"订阅"(subscribe)这个信号,从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"(publish-subscribe pattern),又称"观察者模式"(observer pattern)。首先,f2向信号中心jQuery订阅done信号。jQuery.subscribe("done", f2);然后,f1进行如下改写: function f1() { setTimeout(function () { // ... jQuery.publish("done"); }, 1000);}上面代码中,jQuery.publish("done")的意思是,f1执行完成后,向信号中心jQuery发布done信号,从而引发f2的执行。f2完成执行后,可以取消订阅(unsubscribe) jQuery.unsubscribe("done", f2);这种方法的性质与“事件监听”类似,但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”,了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者,从而监控程序的运行。 五、Promise/A+Promise本意是承诺,在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间?答案是异步操作,异步是指可能比较长时间才有结果的才做,例如网络请求、读取本地文件等1.Promise的三种状态
let p = new Promise((resolve, reject) => { reject("reject") resolve("success")//无效代码不会执行})p.then( value => { console.log(value) }, reason => { console.log(reason)//reject })当我们在构造 Promise 的时候,构造函数内部的代码是立即执行的 new Promise((resolve, reject) => { console.log("new Promise") resolve("success")})console.log("end")// new Promise => end2.promise的链式调用
// 例1 Promise.resolve(1) .then(res => { console.log(res) return 2 //包装成 Promise.resolve(2) }) .catch(err => 3) .then(res => console.log(res))// 例2Promise.resolve(1) .then(x => x + 1) .then(x => { throw new Error("My Error") }) .catch(() => 1) .then(x => x + 1) .then(x => console.log(x)) //2 .catch(console.error)// 例3let fs = require("fs")function read(url) { return new Promise((resolve, reject) => { fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => { if (err) reject(err) resolve(data) }) })}read("./name.txt") .then(function(data) { throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调 }) //由于下一个then没有失败回调,就会继续往下找,如果都没有,就会被catch捕获到 .then(function(data) { console.log("data") }) .then() .then(null, function(err) { console.log("then", err)// then error }) .catch(function(err) { console.log("error") })Promise不仅能够捕获错误,而且也很好地解决了回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码: ajax(url) .then(res => { console.log(res) return ajax(url1) }).then(res => { console.log(res) return ajax(url2) }).then(res => console.log(res))它也是存在一些缺点的,比如无法取消 Promise,错误需要通过回调函数捕获。 六、生成器Generators/ yieldGenerator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同,Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。
function *foo(x) { let y = 2 * (yield (x + 1)) let z = yield (y / 3) return (x + y + z)}let it = foo(5)console.log(it.next()) // => {value: 6, done: false}console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}可能结果跟你想象不一致,接下来我们逐行代码分析:
//1.txt文件2.txt//2.txt文件3.txt//3.txt文件结束let fs = require("fs")function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, "utf8", function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) })}function* r() { let r1 = yield read("./1.txt") let r2 = yield read(r1) let r3 = yield read(r2) console.log(r1) console.log(r2) console.log(r3)}let it = r()let { value, done } = it.next()value.then(function(data) { // value是个promise console.log(data) //data=>2.txt let { value, done } = it.next(data) value.then(function(data) { console.log(data) //data=>3.txt let { value, done } = it.next(data) value.then(function(data) { console.log(data) //data=>结束 }) })})// 2.txt=>3.txt=>结束从上例中我们看出手动迭代Generator 函数很麻烦,实现逻辑有点绕,而实际开发一般会配合 co 库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具,借助于Promise,你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。安装co库只需:npm install co上面例子只需两句话就可以轻松实现 function* r() { let r1 = yield read("./1.txt") let r2 = yield read(r1) let r3 = yield read(r2) console.log(r1) console.log(r2) console.log(r3)}let co = require("co")co(r()).then(function(data) { console.log(data)})// 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码: function *fetch() { yield ajax(url, () => {}) yield ajax(url1, () => {}) yield ajax(url2, () => {})}let it = fetch()let result1 = it.next()let result2 = it.next()let result3 = it.next() 七、async/await1.Async/Await简介使用async/await,你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点:
async function async1() { return "1"}console.log(async1()) // -> Promise {<resolved>: "1"}Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法,只需几句话便可实现 let fs = require("fs")function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, "utf8", function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) })}async function readResult(params) { try { let p1 = await read(params, "utf8")//await后面跟的是一个Promise实例 let p2 = await read(p1, "utf8") let p3 = await read(p2, "utf8") console.log("p1", p1) console.log("p2", p2) console.log("p3", p3) return p3 } catch (error) { console.log(error) }}readResult("1.txt").then( // async函数返回的也是个promise data => { console.log(data) }, err => console.log(err))// p1 2.txt// p2 3.txt// p3 结束// 结束2.Async/Await并发请求如果请求两个文件,毫无关系,可以通过并发请求 let fs = require("fs")function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, "utf8", function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) })}function readAll() { read1() read2()//这个函数同步执行}async function read1() { let r = await read("1.txt","utf8") console.log(r)}async function read2() { let r = await read("2.txt","utf8") console.log(r)}readAll() // 2.txt 3.txt 八、总结1.JS 异步编程进化史:callback -> promise -> generator -> async + await2.async/await 函数的实现,就是将 Generator 函数和自动执行器,包装在一个函数里。3.async/await可以说是异步终极解决方案了。(1) async/await函数相对于Promise,优势体现在:
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