理解async

Jackwoo 發(fā)布于2019-08-20 15:05 / 2794人閱讀

摘要：寫在前面本文將要實(shí)現(xiàn)一個(gè)順序讀取文件的最優(yōu)方法，實(shí)現(xiàn)方式從最古老的回調(diào)方式到目前的，也會(huì)與大家分享下本人對(duì)于庫與庫的理解。其實(shí)的任何異步編程的解決方案的目標(biāo)都是要達(dá)到同步的語義，異步的執(zhí)行。

寫在前面

本文將要實(shí)現(xiàn)一個(gè)順序讀取文件的最優(yōu)方法，實(shí)現(xiàn)方式從最古老的回調(diào)方式到目前的async，也會(huì)與大家分享下本人對(duì)于thunk庫與co庫的理解。實(shí)現(xiàn)的效果：順序讀取出a.txt與b.txt，將讀出的內(nèi)容拼接成為一個(gè)字符串。

同步讀取

const readTwoFile = () => {
    const f1 = fs.readFileSync("./a.txt"),
        f2 = fs.readFileSync("./b.txt");
    return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
};

這種方式最利于我們理解，代碼也很清楚，沒有過多的嵌套，很好的維護(hù)，但是這種有著最大的問題，那就是性能，node所倡導(dǎo)的就是異步i/o來處理密集i/o，而同步的讀取，很大的程度上浪費(fèi)著服務(wù)器的cpu，這種方式的弊端明顯的大于好處，所以直接pass掉。（其實(shí)node的任何異步編程的解決方案的目標(biāo)都是要達(dá)到同步的語義，異步的執(zhí)行。）

利用回調(diào)讀取

const readTwoFile = () => {
    let str = null;
    fs.readFile("./a.txt", (err, data) => {
        if (err) throw new Error(err);
        str = data;
        fs.readFile("./b.txt", (err, data) => {
            if (err) throw new Error(err);
            str = Buffer.concat([str, data]).toString();
        });
    });
};

利用回調(diào)的方式，實(shí)現(xiàn)起來很簡(jiǎn)單，直接的嵌套下去就好，但是這種情況下很容易造成的就是不易維護(hù)，難以讀懂的情況，最為極致的情況的就是回調(diào)地獄。

Promise實(shí)現(xiàn)

const readFile = file => 
    new Promise((reslove, reject) => {
        fs.readFile(file, (err, data) => {
            if (err) reject(err);
            reslove(data);
        });
    });
const readTwoFile = () => {
    let bf = null;
    readFile("./a.txt")
        .then(
            data => {
                bf = data;
                return readFile("./b.txt");
            }, 
            err => { throw new Error(err) }
        )
        .then(
            data => {
                console.log(Buffer.concat([bf, data]).toString())
            }, 
            err => { throw new Error(err) }
        );
};

Promise可以將橫向增長(zhǎng)的回調(diào)轉(zhuǎn)化為縱向增長(zhǎng)，能解決一些問題，但是Promise造成的問題就是代碼冗余，一眼看過去，全部是then，也不是很爽，但是相比于回調(diào)函數(shù)嵌套來說，已經(jīng)有了很大的提升。

yield

Generator很多語言中都有，本質(zhì)上是協(xié)程，下面就來看一下協(xié)程，線程，進(jìn)程的區(qū)別與聯(lián)系：

進(jìn)程：操作系統(tǒng)中分配資源的基本單位

線程：操作系統(tǒng)中調(diào)度資源的基本單位

協(xié)程：比線程更小的的執(zhí)行單元，自帶cpu上下文，一個(gè)協(xié)程一個(gè)棧

一個(gè)進(jìn)程中可能存在多個(gè)線程，一個(gè)線程中可能存在多個(gè)協(xié)程，進(jìn)程、線程的切換由操作系統(tǒng)控制，而協(xié)程的切換由程序員自身控制。異步i/o利用回調(diào)的方式來應(yīng)對(duì)i/o密集，同樣的使用協(xié)程也可以來應(yīng)對(duì)，協(xié)程的切換并沒有很大的資源浪費(fèi)，將一個(gè)i/o操作寫成一個(gè)協(xié)程，這樣進(jìn)行i/o時(shí)可以吧cpu讓給其他協(xié)程。
js同樣支持協(xié)程，那就是yield。使用yield給我們直觀的感受就是，執(zhí)行到了這個(gè)地方停了下來，其他的代碼繼續(xù)跑，到你想讓他繼續(xù)執(zhí)行了，他就是會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。

function *readTwoFile() {
    const f1 = yield readFile("./a.txt");
    const f2 = yield readFile("./b.txt");  
    return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
}

yield下的順序讀取呈現(xiàn)的也是一種順序讀取的方式，對(duì)于readFile來看有兩種不同的實(shí)現(xiàn)方式，

利用thunkify

const thunkify = (fn, ctx) => (...items) => (done) => {
    ctx = ctx || null;
    let called = false;
    items.push((...args) => {
        if (called) return void 0;
        called = true;
        done.apply(ctx, args);
    });
    try {
        fn.apply(ctx, items);    
    } catch(err) {
        done(err);
    }
};

thunkify函數(shù)就是一種柯里化得思想，最后的傳入?yún)?shù)done就為回調(diào)函數(shù)，利用thunkify可以很輕松的實(shí)現(xiàn)yield函數(shù)的自動(dòng)化流程：

const run = fn => {
    const gen = fn();
    let res;
    (function next(err, data) {
        let g = gen.next(data);
        if (g.done) return void 0;
        g.value(next);
    })();
};

利用Promise

const readFile = file => 
    new Promise((reslove, reject) => {
        fs.readFile(file, (err, data) => {
            if (err) reject(err);
            reslove(data);
        });
    });
const run = fn => {
    const gen = fn();
    let str = null;
    (function next(err, data) {
        let res = gen.next(data);
        if (res.done) return void 0;
        res.value.then(
            data => {
                next(null, data);
            }, 
            err => { throw new Error(err); }
        );
    })();
};
run(readTwoFile);

上面兩種方式都可以達(dá)到自動(dòng)執(zhí)行yield的過程，那么有沒有一種方式，可以兼容這兩種實(shí)現(xiàn)方式呢，tj大神又給出了一個(gè)庫，那就是co庫，先來看下用法：

// readTwoFile的實(shí)現(xiàn)與上面類似,readFile既可以利用Promise也可以利用thunkify
// co庫返回一個(gè)Promise對(duì)象
co(readTwoFile).then(data => console.log(data));

來看下co庫的實(shí)現(xiàn)，co庫默認(rèn)會(huì)返回一個(gè)Promise對(duì)象，對(duì)于yield之后的值（如上面的res.value），co庫會(huì)將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)Promise。實(shí)現(xiàn)思想很簡(jiǎn)單，基本還是利用遞歸的方式，大體的思路如下：

const baseHandle = handle => res => {
    let ret;
    try {
        ret = gen[handle](res);
    } catch(e) {
        reject(e);
    }
    next(ret);
};
function co(gen) {
    const ctx = this,
        args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    return new Promise((reslove, reject) => {
        if (typeof gen === "function") gen = gen.apply(ctx, args);
        if (!gen || typeof gen.next !== "function") return resolve(gen);

        const onFulfilled = baseHandle("next"),
            onRejected = baseHandle("throw");

        onFulfilled();

        function next(ret) {
            if (ret.done) reslove(ret.value);
            // 將yield的返回值轉(zhuǎn)換為Proimse
            const value = toPromise.call(ctx, ret.value);
            if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected);
            return onRejected(new TypeError("yield type error"));
        }
    });
}

toPromise就是將一些類型轉(zhuǎn)換為Promise，從這里我們可以看出的是可以將哪些類型放在yield后面，這里就來看一個(gè)常用的：

// 把thunkify之后的函數(shù)轉(zhuǎn)化為Promise的形式
function thunkToPromise(fn) {
    const ctx = this;
    return new Promise(function (resolve, reject) {
        fn.call(ctx, function (err, res) {
            if (err) return reject(err);
            if (arguments.length > 2) res = slice.call(arguments, 1);
            resolve(res);
        });
    });
}

最近Node已經(jīng)支持了async/await，可以利用其來做異步操作：

終極解決

const readFile = file => 
    new Promise((reslove, reject) => {
        fs.readFile(file, (err, data) => {
            if (err) reject(err);
            reslove(data);
        });
    });
const readTwoFile = async function() {
    const f1 = await readFile("./a.txt");
    const f2 = await readFile("./b.txt");    
    return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
};
readTwoFile().then(data => {
    console.log(data);
});

async/await做的就是將Promise對(duì)象給串聯(lián)起來，避免了then的調(diào)用方式，代碼非常的易讀，就是一種同步的方式。不再需要借助其他外界類庫（比如co庫）就可以優(yōu)雅的解決回調(diào)的問題。