摘要:異步編程程序執(zhí)行分為同步和異步,如果程序每執(zhí)行一步都需要等待上一步完成才能開始,此所謂同步。因此異步編程十分重要。
異步編程
程序執(zhí)行分為同步和異步,如果程序每執(zhí)行一步都需要等待上一步完成才能開始,此所謂同步。如果程序在執(zhí)行一段代碼的同時可以去執(zhí)行另一段代碼,等到這段代碼執(zhí)行完畢再吧結(jié)果交給另一段代碼,此所謂異步。
比如我們需要請求一個網(wǎng)絡(luò)資源,由于網(wǎng)速比較慢,同步編程就意味著用戶必須等待下載處理結(jié)束才能繼續(xù)操作,所以用戶體驗(yàn)極為不好;如果采用異步,下載進(jìn)行中用戶繼續(xù)操作,當(dāng)下載結(jié)束了,告訴用戶下載的數(shù)據(jù),這樣體檢就提升了很多。因此異步編程十分重要。
從計算機(jī)的角度來講,js 只有一個線程,如果沒有異步編程那一定會卡死的!異步編程主要包括以下幾種:
回調(diào)函數(shù)
事件監(jiān)聽
發(fā)布/訂閱模型
Promise對象
ES6異步編程
回調(diào)函數(shù) 和 Promise回調(diào)函數(shù)應(yīng)該是 js 中十分基礎(chǔ)和簡單的部分,我們在定義事件,在計時器等等使用過程中都使用過:
fs.readFile("/etc/passwd", function(err, data){ if(err) throw err; console.log(data); });
比如這里的這個文件讀取,定義了一個回調(diào)函數(shù),在讀取文件成功或失敗是調(diào)用,并不會立刻調(diào)用。
如同之前在 Promise 中提到的,當(dāng)我想不斷的讀入多個文件,就會遇到回調(diào)函數(shù)嵌套,書寫代碼及其的不方便,我們稱之為"回調(diào)地獄"。因此 ES6 中引入是了 Promise 解決這個問題。具體表現(xiàn)參看之前的 Promise 部分。但是 Promise 也帶來了新的問題,就是代碼冗余很嚴(yán)重,一大堆的 then 使得回調(diào)的語義不明確。
協(xié)程所謂協(xié)程就是幾個程序交替執(zhí)行:A開始執(zhí)行,執(zhí)行一段時間后 B 執(zhí)行,執(zhí)行一段時間后再 A 繼續(xù)執(zhí)行,如此反復(fù)。
function* asyncJob(){ //... var f = yield readFile(fileA); //... }
通過一個 Generator 函數(shù)的 yield, 可以將一個協(xié)程中斷,去執(zhí)行另一個協(xié)程。我們可以換一個角度理解 Generator 函數(shù):它是協(xié)程在 ES6 中的具體體現(xiàn)。我們可以簡單寫一個異步任務(wù)的封裝:
var fetch = require("node-fetch"); function* gen(){ var url = "http://api.github.com/users/github"; var result = yield fetch(url); console.log(result.bio); } var g = gen(); var result = g.next(); //返回的 value 是一個 Promise 對象 result.value.then(function(data){ return data.json; }).then(function(data){ g.next(data); });Thunk 函數(shù)
在函數(shù)傳參數(shù)時我們考慮這樣一個問題:
function fun(x){ return x + 5; } var a = 10; fun(a + 10);
這個函數(shù)返回25肯定沒錯,但是,我們傳給函數(shù) fun 的參數(shù)在編譯時到底保留 a + 10 還是直接傳入 20?顯然前者沒有事先計算,如果函數(shù)內(nèi)多次使用這個參數(shù),就會產(chǎn)生多次計算,影響性能;而后者事先計算了,但如果函數(shù)里不使用這個變量就白浪費(fèi)了性能。采用把參數(shù)原封不動的放入一個函數(shù)(我們將這個函數(shù)稱為 Thunk 函數(shù)),用的使用調(diào)用該函數(shù)的方式。也就是上面的前一種方式傳值。所以上面代碼等價于:
function fun(x){ return x() + 5; } var a = 10; var thunk = function(){ return a + 10}; fun(thunk);
但是 js 不是這樣的!js 會把多參數(shù)函數(shù)給 Thunk 了,以減少參數(shù):
var fs = require("fs"); fs.readFile(fileName, callback); var readFileThunk = Thunk(fileName); readFileThunk(callback); var Thunk = function(fileName){ return function(callback){ return fs.readFile(fileName,callback); }; };
這里任何具有回調(diào)函數(shù)的函數(shù)都可以寫成這樣的 Thunk 函數(shù),方法如下:
function Thunk(fn){ return function(){ var args = Array.prototype.slice.call(arguments); return function (callback){ args.push(callback); return fn.apply(this, args); } } } //這樣fs.readFile(fileName, callback); 寫作如下形式 Thunk(fs.readFile)(fileName)(callback);
關(guān)于 Thunk 函數(shù), 可以直接使用 thunkify 模塊:
npm install thunkify
使用格式和上面的Thunk(fs.readFile)(fileName)(callback);一致,但使用過程中需要注意,其內(nèi)部加入了檢查機(jī)制,只允許 callback 被回調(diào)一次!
結(jié)合 Thunk 函數(shù)和協(xié)程,我們可以實(shí)現(xiàn)自動流程管理。之前我們使用 Generator 時候使用 yield 關(guān)鍵字將 cpu 資源釋放,執(zhí)行移出 Generator 函數(shù)。可以怎么移回來呢?之前我們手動調(diào)用 Generator 返回的迭代器的 next() 方法,可這畢竟是手動的,現(xiàn)在我們就利用 Thunk 函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個自動的:
var fs = require("fs"); var thunkify = require("thunkify"); var readFile = thunkify(fs.readFile); var gen = function*(...args){ //args 是文件路徑數(shù)組 for(var i = 0, len = args.length; i < len; i++){ var r = yield readFile(args[i]); console.log(r.toString()); } }; (function run(fn){ var gen = fn(); function next(err, data){ if(err) throw err; var result = gen.next(data); if(result.done) return; //遞歸直到所以文件讀取完成 result.value(next); //遞歸執(zhí)行 } next(); })(gen); //之后可以使用 run 函數(shù)繼續(xù)讀取其他文件操作
如果說 Thunk 可以有現(xiàn)成的庫使用,那么這個自動執(zhí)行的 Generator 函數(shù)也有現(xiàn)成的庫可以使用——co模塊(https://github.com/tj/co)。用法與上面類似,不過 co 模塊返回一個 Promise 對象。使用方式如下:
var co = require("co"); var fs = require("fs"); var thunkify = require("thunkify"); var readFile = thunkify(fs.readFile); var gen = function*(...args){ //args 是文件路徑數(shù)組 for(var i = 0, len = args.length; i < len; i++){ var r = yield readFile(args[i]); console.log(r.toString()); } }; co(gen).then(function(){ console.log("files loaded"); }).catch(function(err){ console.log("load fail"); });
這里需要注意的是:yield 后面只能跟一個 thunk 函數(shù)或 promise 對象。上例中第8行 yield 后面的 readFile 是一個 thunk 函數(shù),所以可以使用。
上面已經(jīng)講解了 thunk 函數(shù)實(shí)現(xiàn)自動流程管理,下面使用 Promise 實(shí)現(xiàn)一下:
var fs = require("fs"); var readFile = function(fileName){ return new Promise(function(resolve, reject){ fs.readFile(fileName, function(error,data){ if(error) reject(error); resolve(data); }); }); }; var gen = function*(){ for(var i = 0, len = args.length; i < len; i++){ var r = yield readFile(args[i]); console.log(r.toString()); } }; (function run(gen){ var g = gen(); var resolve = function(data){ var result = g.next(data); if(result.done) return result.value; result.value.then(resolve); } g.next().value.then(function(data){ resolve(data); }); resolve(); })(gen); //之后可以使用 run 函數(shù)繼續(xù)讀取其他文件操作async 函數(shù)
ES7 中提出了 async 函數(shù),但是現(xiàn)在已經(jīng)可以用了!可這個又是什么呢?其實(shí)就是 Generator 函數(shù)的改進(jìn),我們上文寫過一個這樣的 Generator 函數(shù):
var gen = function*(){ for(var i = 0, len = args.length; i < len; i++){ var r = yield readFile(args[i]); console.log(r.toString()); } };
我們把它改寫成 async 函數(shù):
var asyncReadFiles = async function(){ //* 替換為 async for(var i = 0, len = args.length; i < len; i++){ var r = await readFile(args[i]); //yield 替換為 await console.log(r.toString()); } };
async 函數(shù)對 Generator 函數(shù)做了一下改進(jìn):
Generator 函數(shù)需要手動通過返回值的 next 方法執(zhí)行,而 async 函數(shù)自帶執(zhí)行器,執(zhí)行方式和普通函數(shù)完全一樣。
var result = asyncReadFiles(fileA, fileB, fileC);
語義明確,async 表示異步,await 表示后續(xù)表達(dá)式需要等待觸發(fā)的異步操作結(jié)束
co 模塊中 yield 后面只能跟一個 thunk 函數(shù)或 promise 對象,而 await 后面可以是任何類型(不是 Promise 對象就同步執(zhí)行)
返回值是一個 Promise 對象,不是 Iterator ,比 Generator 方便
我們可以實(shí)現(xiàn)這樣的一個 async 函數(shù):
async function asyncFun(){ //code here } //equal to... function asyncFun(args){ return fun(function*(){ //code here... }); function fun(genF){ return new Promise(function(resolve, reject){ var gen = genF(); function step(nextF){ try{ var next = nextF(); } catch(e) { return reject(e); } if(next.done){ return resolve(next.value); } Promise.resolve(next.value).then(function(data){ step(function(){ return gen.next(data); }); }, function(e){ step(function(){ return gen.throw(e); }); }); } step(function() { return gen.next(undefined); }); }); } }
我們使用 async 函數(shù)做點(diǎn)簡單的事情:
function timeout(ms){ return new Promise((resolve) => { setTimeout(resolve, ms); }); } async function delay(nap, ...values){ while(1){ try{ await timeout(nap); } catch(e) { console.log(e); } var val = values.shift(); if(val) console.log(val) else break; } } delay(600,1,2,3,4); //每隔 600ms 輸出一個數(shù)
這里需要注意:應(yīng)該把后面跟 promise對象的 await 放在一個 try 中,防止其被 rejected。當(dāng)然上面的 try 語句也可以這樣寫:
var ms = await timeout(nap).catch((e) => console.log(e));
對于函數(shù)參數(shù)中的回調(diào)函數(shù)不建議使用,避免出現(xiàn)不應(yīng)該的錯誤
//反例: 會得到錯誤結(jié)果 async function fun(db){ let docs = [{},{},{}]; docs.forEach(async function(doc){ //ReferenceError: Invalid left-hand side in assignment await db.post(doc); }); } //改寫, 但依然順序執(zhí)行 async function fun(db){ let docs = [{},{},{}]; for(let doc of docs){ await db.post(doc); } } //改寫, 并發(fā)執(zhí)行 async function fun(db){ let docs = [{},{},{}]; let promises = docs.map((doc) => db.post(doc)); let result = await Promise.all(promises) console.log(result); } //改寫, 并發(fā)執(zhí)行 async function fun(db){ let docs = [{},{},{}]; let promises = docs.map((doc) => db.post(doc)); let result = []; for(let promise of promises){ result.push(await promise); } console.log(result); }Promise,Generator 和 async 函數(shù)比較
這里我們實(shí)現(xiàn)一個簡單的功能,可以直觀的比較一下。實(shí)現(xiàn)如下功能:
在一個 DOM 元素上綁定一系列動畫,每一個動畫完成才開始下一個,如果某個動畫執(zhí)行失敗,返回最后一個執(zhí)行成功的動畫的返回值
Promise 方法
function chainAnimationPromise(ele, animations){ var ret = null; //存放上一個動畫的返回值 var p = Promise.resolve(); for(let anim of animations){ p = p.then(function(val){ ret = val; return anim(ele); }); } return p.catch(function(e){ /*忽略錯誤*/ }).then(function(){ return ret; //返回最后一個執(zhí)行成功的動畫的返回值 }); }
Generator 方法
function chainAnimationGenerator(ele, animations){ return fun(function*(){ var ret = null; try{ for(let anim of animations){ ret = yield anim(ele); } } catch(e) { /*忽略錯誤*/ } return ret; }); function fun(genF){ return new Promise(function(resolve, reject){ var gen = genF(); function step(nextF){ try{ var next = nextF(); } catch(e) { return reject(e); } if(next.done){ return resolve(next.value); } Promise.resolve(next.value).then(function(data){ step(function(){ return gen.next(data); }); }, function(e){ step(function(){ return gen.throw(e); }); }); } step(function() { return gen.next(undefined); }); }); } }
async 函數(shù)方法
async function chainAnimationAsync(ele, animations){ var ret = null; try{ for(let anim of animations){ ret = await anim(elem); } } catch(e){ /*忽略錯誤*/ } return ret; }一個經(jīng)典題
console.log(0); setTimeout(function(){ console.log(1) },0); setTimeout(function(){ console.log(2); },1000); var pro = new Promise(function(resolve, reject){ console.log(3); resolve(); }).then(resolve => console.log(4)); console.log(5); setTimeout(function(){ console.log(6) },0); pro.then(resolve => console.log(7)); var pro2 = new Promise(function(resolve, reject){ console.log(8); resolve(10); }).then(resolve => console.log(11)) .then(resolve => console.log(12)) .then(resolve => console.log(13)); console.log(14); // 0 3 5 8 14 4 11 7 12 13 1 6 2
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摘要:函數(shù)可以沒有返回值,此時它依然返回一個并且在調(diào)用方法時一次行執(zhí)行完函數(shù)內(nèi)全部代碼,返回。將一個可遍歷結(jié)構(gòu)解構(gòu),并逐一返回其中的數(shù)據(jù)。 Generator Generator 函數(shù)是 es6 中的新的異步編程解決方案,本節(jié)僅討論 Generator 函數(shù)本身,異步編程放在后面的部分。Generator 函數(shù)之前也提到過,描述內(nèi)部封裝的多個狀態(tài),類似一個狀態(tài)機(jī),當(dāng)然也是很好的 iterat...
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