摘要：異步過程控制了解異步的意義之后，我們來對比目前主流幾種異步過程控制方法，探討一下異步編程的最佳實踐。結語希望本文對大家有點幫助，能更深刻的理解異步編程，能寫出更優雅更高效的代碼。

了解javascript的同學想必對同步和異步的概念應該都很熟悉了，如果還有不熟悉的同學，我這里舉個形象的例子，比如我們早上起床后要干三件事：燒水、洗臉、吃早飯，同步相當于我們先燒水，水燒開了再洗臉，洗完臉再吃早飯，三件事順序執行，一件干完了再干下一件；而異步相當于我們在燒水的同時吃早飯（不洗臉就吃早飯不太衛生），吃完早飯再洗臉。顯然異步比同步更加高效，省去了很多等待的時間，同步過程的執行時間取決于所有行為的總和，而異步過程的執行時間只取決于最長的那個行為，如下圖所示：

由于Javascript是單線程的，同時只能處理一件事，在上面的例子中這個單線程就是“我”，比如我不能同時洗臉和吃早飯一樣。所以為了讓執行效率提高，我們要盡量讓這個線程一直處于忙碌狀態而不是閑置狀態，就像我們不用干等燒水，可以同時去做其他事情，而燒水由系統的其他線程去處理（該線程不屬于Javascript）。在計算機的世界中，很多I/O密集型的操作是需要等待的，比如網絡請求、文件讀寫等，所以異步方法在處理這些操作會更加得心應手。

了解異步的意義之后，我們來對比目前主流幾種異步過程控制方法，探討一下異步編程的最佳實踐。

首先callback和異步沒有必然聯系，callback本質就是類型為function的函數參數，對于該callback是同步還是異步執行則取決于函數本身。雖然callback常用于異步方法的回調，但其實有不少同步方法也可以傳入callback，比如最常見的數組的forEach方法：

var arr = [1, 2, 3];
arr.forEach(function (val) {
  console.log(val);
});
console.log("finish");

// 打印結果：1，2，3，finish

類似的還有數組的map, filter, reduce等很多方法。

常見的異步callback如setTimeout中的回調：

setTimeout(function () {
  console.log("time"s up");
}, 1000);
console.log("finish");

// 打印結果：finish, time"s up

如果我們將延遲時間改為0，打印結果仍將是finish, time"s up，因為異步callback會等函數中的同步方法都執行完成后再執行。

在實際項目中我們經常會遇到這樣的問題：下一步操作依賴于上一步操作的結果，上一步操作又依賴于上上步操作，而每一步操作都是異步的。。這樣遞進的層級多了會形成很多層callback嵌套，導致代碼可讀性和可維護性變的很差，形成所謂的Callback Hell，類似這樣：

step1(param, function (result1) {
  step2(result1, function (result2) {
    step3(result2, function (result3) {
      step4(result3, function (result4) {
        done(result4);
      })
    })
  })
})

當然在不放棄使用callback的前提下，上面的代碼還是有優化空間的，我們可以將它重新組織一下：

step1(param, callbac1);

function callback1(result1){
  step2(result1, callback2);
}

function callback2(result2){
  step3(result2, callback3);
}

function callback3(result3){
  step4(result3, callback4);
}

function callback4(result4){
  done(result4);
}

相當于將Callback Hell的橫向深度轉化為代碼的縱向高度，變得更接近于我們習慣的由上到下的同步調用， 復雜度沒有變，只是看起來更清晰了，缺點就是要定義額外的函數、變量。將這一思想進一步延伸就有了下面的Promise。

Promise中文譯為“承諾”，在Javascript中是一個抽象的概念，代表當前沒有實現，但未來的某個時間點會（也可能不會）實現的一件事。舉個實例化的例子：早上燒水，我給你一個承諾（Promise），十分鐘后水能燒開，如果一切正常，10分鐘之后水確實能燒開，代表這個promise兌現了（fullfilled），但是如果中途停電了，10分鐘水沒燒開，那這個promise兌現失敗（rejected）。用代碼可以表示為：

const boilWaterInTenMins = new Promise(function (resolve, reject) {
  boiler.work(function (timeSpent) {
    if (timeSpent <= 10) {
      resolve();
    } else {
      reject();
    }
  });
});

如果想提高瀏覽器對Promise的兼容性可以使用babel或者第三方的實現（參考 github awesome promise）

我們再來看Promise對于異步過程控制有怎樣的提升，還基于上面Callback Hell的例子，如果用Promise實現會如何呢？

首先我們需要將step1 ~ done 的函數用Promise實現（即返回一個Promise），然后進行一連串的鏈式調用就可以了：

stepOne(param)
  .then((result1) => { return step2(result1) })
  .then((result2) => { return step3(result2) })
  .then((result3) => { return step4(result3) })
  .then((result4) => { return done(result4) })
  .catch(err => handleError(err));

是不是簡單很多！

如果你不太習慣Promise的調用方式，那我們可以用async/await將其轉化成更接近同步調用的方式：

async function main() {
  try {
    var result1 = await step1(param);
    var result2 = await step2(result1);
    var result3 = await step3(result2);
    var result4 = await step4(result3);
    done(result4);
  } catch (err) {
    handleError(err);
  }
}

main();

Generator是一個更加抽象的概念，要弄懂什么是Generator首先要理解另外幾個概念Iterable Protocol（可迭代協議），Iterator Protocol（迭代器協議）和 Iterator（迭代器）。

Iterable Protocol 的特點可以概括為：

用于定義javascript對象的迭代行為

對象本身或者原型鏈上需要有一個名為Symbol.iterator的方法

該方法不接收任何參數，且返回一個Iterator

Iterable的對象可以使用for...of遍歷

Javascript Array就實現了Iterable Protocol，除了常規的取值方式，我們也可以利用array的Symbol.iterator：

var arr = [1, 2, 3];
var iterator = arr[Symbol.iterator]();
iterator.next(); // {value: 1, done: false}

我們也可以修改Array默認的迭代方式，比如返回兩倍的值：

Array.prototype[Symbol.iterator] = function () {
  var nextIndex = 0;
  var self = this;
  return {
    next: function () {
      return nextIndex < self.length ?
        { value: self[nextIndex++] * 2, done: false } :
        { done: true }
    }
  };
}

for(let el of [1, 2, 3]){
  console.log(el);
}
// 輸出：2，4，6

Iterator Protocol 的特點可以概括為：

一種產生一個序列值（有限或無限）的標準方式

實現一個next方法

next方法返回的對象為 {value: any, done: boolean}

value為返回值，done為true時value可以省略

done為true表示迭代結束，此時value表示最終返回值

done為false，則可以繼續迭代，產生下一個值

顯然Iterator就是實現了Iterator Protocol的對象。

理解上面幾個概念后，理解Generator就簡單多了，generator的特點可概括為：

同時實現Iterable Protocol和Iterator Protocol，所以Genrator即是一個iterable的對象又是一個iterator

Generator由 generator function 生成

最簡單的generator function比如：

function* gen() {
  var x = yield 5 + 6;
}

var myGen = gen(); // myGen 就是一個generator

我們可以調用next方法來獲得yield表達式的值：

myGen.next(); // { value: 11, done: false }

但此時x并沒有被賦值，可以想象成javascript執行完 yield 5 + 6 就停住了，為了繼續執行賦值操作我們需要再次調用next，并將得到的值回傳：

function* gen() {
  var x = yield 5 + 6;
  console.log(x); // 11
}

var myGen = gen();
console.log(myGen.next()); // { value: 11, done: false }
console.log(myGen.next(11)); // { value: undefined, done: true }

說了這么多，generator和異步到底有什么關系呢？我們來看Promise + Generator 實現的異步控制（step1 ~ done 返回Promise）：

genWrap(function* () {
  var result1 = yield step1(param);
  var result2 = yield step2(result1);
  var result3 = yield step3(result2);
  var result4 = yield step4(result3);
  var result5 = yield done(result4);
});

function genWrap(genFunc) {
  var generator = genFunc();

  function handle(yielded) {
    if (!yielded.done) {
      yielded.value.then(function (result) {
        return handle(generator.next(result));
      });
    }
  }

  return handle(generator.next());
}

和async/await類似，這種實現也將異步方法轉化成了同步的寫法，實際上這就是 ES7中async/await的實現原理（將genWrap替換為async，將yield替換成await）。

希望本文對大家有點幫助，能更深刻的理解javascript異步編程，能寫出更優雅更高效的代碼。有錯誤歡迎指正。新年快樂！