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浅谈JavaScript中的异步处理

在 JavaScript 的世界中,所有代码都是单线程执行的,由于这个“缺陷”,导致 JavaScript 的所有网络操作,浏览器事件,都必须是异步执行。

异步执行可以用回调函数实现。

异步操作会在将来的某个时间点触发一个函数调用。

主流的异步处理方案主要有:回调函数 (CallBack) 、 Promise 、 Generator 函数、 async/await 。

浅谈JavaScript中的异步处理

一、回调函数(CallBack)

这是异步编程最基本的方法

假设我们有一个 getData 方法,用于异步获取数据,第一个参数为请求的 url 地址,第二个参数是回调函数,如下:

function getData(url, callBack){     // 模拟发送网络请求     setTimeout(()=> {         // 假设 res 就是返回的数据         var res = {             url: url,             data: Math.random()         }         // 执行回调,将数据作为参数传递         callBack(res)     }, 1000) } 

我们预先设定一个场景,假设我们要请求三次服务器,每一次的请求依赖上一次请求的结果,如下:

getData('/page/1?param=123', (res1) => {     console.log(res1)     getData(`/page/2?param=${res1.data}`, (res2) => {         console.log(res2)         getData(`/page/3?param=${res2.data}`, (res3) => {             console.log(res3)         })     }) })  通过上面的代码可以看出,第一次请求的 url 地址为: /page/1?param=123 ,返回结果为 res1 。 第二个请求的 url 地址为: /page/2?param=${res1.data} ,依赖第 一次请求的 res1.data ,返回结果为 res2`。 第三次请求的 url 地址为: /page/3?param=${res2.data} ,依赖第二次请求的 res2.data ,返回结果为 res3 。

由于后续请求依赖前一个请求的结果,所以我们只能把下一次请求写到上一次请求的回调函数内部,这样就形成了常说的:回调地狱。

二、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)

这个模式有多种实现,下面采用的是Ben Alman的 Tiny Pub/Sub ,这是 jQuery 的一个插件

首先, f2 向”信号中心” jQuery 订阅” done “信号

jQuery.subscribe("done", f2); 

f1进行如下改写

function f1(){ setTimeout(function(){ // f1的任务代码 jQuery.publish("done"); }, 1000); } 

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。 此外,f2完成执行后,也可以取消订阅( 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。因为我们可以通过查看”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。

三、Promise

Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大

所谓 Promise ,简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说, Promise 是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。 Promise 提供统一的 API ,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理

简单说,它的思想是,每一个异步任务返回一个 Promise 对象,该对象有一个 then 方法,允许指定回调函数。

现在我们使用 Promise 重新实现上面的案例,首先,我们要把异步请求数据的方法封装成 Promise

function getDataAsync(url){     return new Promise((resolve, reject) => {         setTimeout(()=> {             var res = {                 url: url,                 data: Math.random()             }             resolve(res)         }, 1000)     }) } 

那么请求的代码应该这样写

getDataAsync('/page/1?param=123')     .then(res1=> {         console.log(res1)         return getDataAsync(`/page/2?param=${res1.data}`)     })     .then(res2=> {         console.log(res2)         return getDataAsync(`/page/3?param=${res2.data}`)     })     .then(res3=> {         console.log(res3)     }) 

then 方法返回一个新的 Promise 对象, then 方法的链式调用避免了 CallBack 回调地狱

但也并不是完美,比如我们要添加很多 then 语句, 每一个 then 还是要写一个回调。

如果场景再复杂一点,比如后边的每一个请求依赖前面所有请求的结果,而不仅仅依赖上一次请求的结果,那会更复杂。 为了做的更好, async/await 就应运而生了,来看看使用 async/await 要如何实现

四、async/await

getDataAsync 方法不变,如下

 function getDataAsync(url){     return new Promise((resolve, reject) => {         setTimeout(()=> {             var res = {                 url: url,                 data: Math.random()             }             resolve(res)         }, 1000)     }) } 

业务代码如下

async function getData(){     var res1 = await getDataAsync('/page/1?param=123')     console.log(res1)     var res2 = await getDataAsync(`/page/2?param=${res1.data}`)     console.log(res2)     var res3 = await getDataAsync(`/page/2?param=${res2.data}`)     console.log(res3) } 

可以看到使用 asyncawait 就像写同步代码一样

对比 Promise 感觉怎么样?是不是非常清晰,但是 async/await 是基于 Promise 的,因为使用 async 修饰的方法最终返回一个 Promise , 实际上, async/await 可以看做是使用 Generator 函数处理异步的语法糖,我们来看看如何使用 Generator 函数处理异步

五、Generator

首先异步函数依然是

function getDataAsync(url){     return new Promise((resolve, reject) => {         setTimeout(()=> {             var res = {                 url: url,                 data: Math.random()             }             resolve(res)         }, 1000)     }) } 

使用 Generator 函数可以这样写

function*getData(){     var res1 = yield getDataAsync('/page/1?param=123')     console.log(res1)     var res2 = yield getDataAsync(`/page/2?param=${res1.data}`)     console.log(res2)     var res3 = yield getDataAsync(`/page/2?param=${res2.data}`)     console.log(res3)) } 

然后我们这样逐步执行

var g = getData() g.next().value.then(res1=> {     g.next(res1).value.then(res2=> {         g.next(res2).value.then(()=> {             g.next()         })     }) }) 

上面的代码,我们逐步调用遍历器的 next() 方法,由于每一个 next() 方法返回值的 value 属性为一个 Promise 对象

所以我们为其添加 then 方法, 在 then 方法里面接着运行 next 方法挪移遍历器指针,直到 Generator 函数运行完成,实际上,这个过程我们不必手动完成,可以封装成一个简单的执行器

function run(gen){     var g = gen()      function next(data){         var res = g.next(data)         if (res.done) return res.value         res.value.then((data) => {             next(data)         })     }      next()  } 

run 方法用来自动运行异步的 Generator 函数,其实就是一个递归的过程调用的过程。这样我们就不必手动执行 Generator 函数了。 有了 run 方法,我们只需要这样运行 getData 方法

run(getData) 

这样,我们就可以把异步操作封装到 Generator 函数内部,使用 run 方法作为 Generator 函数的自执行器,来处理异步。其实我们不难发现, async/await 方法相比于 Generator 处理异步的方式,有很多相似的地方,只不过 async/await 在语义化方面更加明显,同时 async/await 不需要我们手写执行器,其内部已经帮我们封装好了,这就是为什么说 async/await 是 Generator 函数处理异步的语法糖了。


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