javascript
切面是异步还是同步操作‘_细说JS异步发展历程
知其然知其所以然，首先了解三個概念：
1.什么是同步？
所謂同步，就是在發(fā)出一個"調(diào)用"時，在沒有得到結(jié)果之前，該“調(diào)用”就不返回。但是一旦調(diào)用返回，就得到返回值了。換句話說，就是由“調(diào)用者”主動等待這個“調(diào)用”的結(jié)果。此調(diào)用執(zhí)行完之前，阻塞之后的代碼執(zhí)行。
2.什么是異步？
"調(diào)用"在發(fā)出之后，這個調(diào)用就直接返回了，沒有返回結(jié)果。換句話說，當一個異步過程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不會立刻得到結(jié)果。而是在"調(diào)用"發(fā)出后，"被調(diào)用者"通過狀態(tài)、通知來通知調(diào)用者，或通過回調(diào)函數(shù)處理這個調(diào)用。異步調(diào)用發(fā)出后，不影響后面代碼的執(zhí)行。
3.JavaScript 中為什么需要異步？
首先我們知道JavaScript是單線程的(即使新增了webworker，但是本質(zhì)上JS還是單線程)。同步代碼意味著什么呢？意味著有可能會阻塞，當我們有一個任務(wù)需要時間較長時，如果使用同步方式，那么就會阻塞之后的代碼執(zhí)行。而異步則不會，我們不會等待異步代碼的執(zhí)行，繼續(xù)執(zhí)行異步任務(wù)之后的代碼。
概念了解完了，我們就要進入今天的正題了。首先大家思考一下：平時在工作中，主要使用了哪些異步解決方案，這些異步方案有什么優(yōu)缺點？
異步最早的解決方案是回調(diào)函數(shù)，如事件的回調(diào)，setInterval/setTimeout中的回調(diào)。但是回調(diào)函數(shù)有一個很常見的問題，就是回調(diào)地獄的問題(稍后會舉例說明);
為了解決回調(diào)地獄的問題，社區(qū)提出了Promise解決方案，ES6將其寫進了語言標準。Promise一定程度上解決了回調(diào)地獄的問題，但是Promise也存在一些問題，如錯誤不能被try catch，而且使用Promise的鏈式調(diào)用，其實并沒有從根本上解決回調(diào)地獄的問題，只是換了一種寫法。
ES6中引入 Generator 函數(shù)，Generator是一種異步編程解決方案，Generator 函數(shù)是協(xié)程在 ES6 的實現(xiàn)，最大特點就是可以交出函數(shù)的執(zhí)行權(quán)，Generator 函數(shù)可以看出是異步任務(wù)的容器，需要暫停的地方，都用yield語句注明。但是 Generator 使用起來較為復(fù)雜。
ES7又提出了新的異步解決方案:async/await，async是 Generator 函數(shù)的語法糖，async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發(fā)展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。
回調(diào)函數(shù) ---> Promise ---> Generator ---> async/await.
1.callback
//node讀取文件
fs.readFile(xxx, 'utf-8', function(err, data) {
//code
});
回調(diào)函數(shù)的使用場景(包括但不限于):
事件回調(diào)
Node API
setTimeout/setInterval中的回調(diào)函數(shù)
ajax 請求
回調(diào)函數(shù)的優(yōu)點: 簡單。
回調(diào)函數(shù)的缺點：
異步回調(diào)嵌套會導(dǎo)致代碼難以維護，并且不方便統(tǒng)一處理錯誤，不能?trycatch?和 回調(diào)地獄(如先讀取A文本內(nèi)容，再根據(jù)A文本內(nèi)容讀取B再根據(jù)B的內(nèi)容讀取C...)。
fs.readFile(A, 'utf-8', function(err, data) {
fs.readFile(B, 'utf-8', function(err, data) {
fs.readFile(C, 'utf-8', function(err, data) {
fs.readFile(D, 'utf-8', function(err, data) {
//....
});
});
});
});
2.Promise
Promise 一定程度上解決了回調(diào)地獄的問題，Promise 最早由社區(qū)提出和實現(xiàn)，ES6 將其寫進了語言標準，統(tǒng)一了用法，原生提供了Promise對象。
那么我們看看Promise是如何解決回調(diào)地獄問題的，仍然以上文的readFile 為例(先讀取A文本內(nèi)容，再根據(jù)A文本內(nèi)容讀取B再根據(jù)B的內(nèi)容讀取C)。
function read(url) {
return new Promise((resolve, reject) => {
fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
if(err) reject(err);
resolve(data);
});
});
}
read(A).then(data => {
return read(B);
}).then(data => {
return read(C);
}).then(data => {
return read(D);
}).catch(reason => {
console.log(reason);
});
Promise 的優(yōu)點:
一旦狀態(tài)改變，就不會再變，任何時候都可以得到這個結(jié)果
可以將異步操作以同步操作的流程表達出來，避免了層層嵌套的回調(diào)函數(shù)
缺點:
無法取消 Promise
當處于pending狀態(tài)時，無法得知目前進展到哪一個階段
錯誤不能被?trycatch
假設(shè)有這樣一個需求：讀取A,B,C三個文件內(nèi)容，都讀取成功后，再輸出最終的結(jié)果。在Promise之前，我們一般可以借助發(fā)布訂閱模式去實現(xiàn):
let pubsub = {
arry: [],
emit() {
this.arry.forEach(fn => fn());
},
on(fn) {
this.arry.push(fn);
}
}
let data = [];
pubsub.on(() => {
if(data.length === 3) {
console.log(data);
}
});
fs.readFile(A, 'utf-8', (err, value) => {
data.push(value);
pubsub.emit();
});
fs.readFile(B, 'utf-8', (err, value) => {
data.push(value);
pubsub.emit();
});
fs.readFile(C, 'utf-8', (err, value) => {
data.push(value);
pubsub.emit();
});
Promise給我們提供了?Promise.all?的方法，對于這個需求，我們可以使用?Promise.all?來實現(xiàn)。
/**
* 將 fs.readFile 包裝成promise接口
*/
function read(url) {
return new Promise((resolve, reject) => {
fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
if(err) reject(err);
resolve(data);
});
});
}
/**
* 使用 Promise
*
* 通過 Promise.all 可以實現(xiàn)多個異步并行執(zhí)行，同一時刻獲取最終結(jié)果的問題
*/
Promise.all([
read(A),
read(B),
read(C)
]).then(data => {
console.log(data);
}).catch(err => console.log(err));
可執(zhí)行代碼可戳: https://github.com/YvetteLau/Blog/blob/master/JS/Async/index.js
3.Generator
Generator 函數(shù)是 ES6 提供的一種異步編程解決方案，整個 Generator 函數(shù)就是一個封裝的異步任務(wù)，或者說是異步任務(wù)的容器。異步操作需要暫停的地方，都用 yield 語句注明。
Generator 函數(shù)一般配合 yield 或 Promise 使用。Generator函數(shù)返回的是迭代器。對生成器和迭代器不了解的同學(xué)，請自行補習(xí)下基礎(chǔ)。下面我們看一下 Generator 的簡單使用:
function* gen() {
let a = yield 111;
console.log(a);
let b = yield 222;
console.log(b);
let c = yield 333;
console.log(c);
let d = yield 444;
console.log(d);
}
let t = gen();
//next方法可以帶一個參數(shù)，該參數(shù)就會被當作上一個yield表達式的返回值
t.next(1); //第一次調(diào)用next函數(shù)時，傳遞的參數(shù)無效
t.next(2); //a輸出2;
t.next(3); //b輸出3;
t.next(4); //c輸出4;
t.next(5); //d輸出5;
為了讓大家更好的理解上面代碼是如何執(zhí)行的，我畫了一張圖，分別對應(yīng)每一次的next方法調(diào)用:
仍然以上文的 readFile (先讀取A文本內(nèi)容，再根據(jù)A文本內(nèi)容讀取B再根據(jù)B的內(nèi)容讀取C)為例，使用 Generator + co庫來實現(xiàn):
const fs = require('fs');
const co = require('co');
const bluebird = require('bluebird');
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);
function* read() {
yield readFile(A, 'utf-8');
yield readFile(B, 'utf-8');
yield readFile(C, 'utf-8');
//....
}
co(read()).then(data => {
//code
}).catch(err => {
//code
});
Generator的缺點大約不用我說了，除非是找虐，不然一般不會直接使用 Generator 來解決異步的(當然也不排除是因為我不熟練)~~~
不使用co庫，如何實現(xiàn)？能否自己寫一個最簡的 my_co，有助于理解 async/await 的實現(xiàn)原理 ？請戳: https://github.com/YvetteLau/Blog/blob/master/JS/Async/generator.js
PS: 如果你還不太了解 Generator/yield，建議閱讀ES6相關(guān)文檔。
4.async/await
ES7中引入了 async/await 概念。async 其實是一個語法糖，它的實現(xiàn)就是將 Generator函數(shù)和自動執(zhí)行器(co)，包裝在一個函數(shù)中。
async/await 的優(yōu)點是代碼清晰，不用像 Promise 寫很多 then 鏈，就可以處理回調(diào)地獄的問題。并且錯誤可以被try catch。
仍然以上文的readFile (先讀取A文本內(nèi)容，再根據(jù)A文本內(nèi)容讀取B再根據(jù)B的內(nèi)容讀取C) 為例，使用 async/await 來實現(xiàn):
const fs = require('fs');
const bluebird = require('bluebird');
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);
async function read() {
await readFile(A, 'utf-8');
await readFile(B, 'utf-8');
await readFile(C, 'utf-8');
//code
}
read().then((data) => {
//code
}).catch(err => {
//code
});
使用 async/await 實現(xiàn)此需求：讀取A,B,C三個文件內(nèi)容，都讀取成功后，再輸出最終的結(jié)果。
function read(url) {
return new Promise((resolve, reject) => {
fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
if(err) reject(err);
resolve(data);
});
});
}
async function readAsync() {
let data = await Promise.all([
read(A),
read(B),
read(C)
]);
return data;
}
readAsync().then(data => {
console.log(data);
});
所以JS的異步發(fā)展史，可以認為是從 callback -> promise -> generator -> async/await。async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發(fā)展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。
因本人水平有限，文中內(nèi)容未必百分百正確，如有不對的地方，請給我留言，謝謝。
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節(jié)假日不會發(fā)布任何問題，希望大家能夠利用節(jié)假日回顧一周所學(xué)。每周末我會進行一次匯總(整理出最優(yōu)答案)，以便大家回顧。
參考文章：
[1]?細說JavaScript異步函數(shù)發(fā)展歷程
[2]?ES6 Promise
[3]?ES6 Generator
[4]?ES6 async
[5]?JavaScript異步編程
謝謝各位小伙伴愿意花費寶貴的時間閱讀本文，如果本文給了您一點幫助或者是啟發(fā)，請不要吝嗇你的贊和Star，您的肯定是我前進的最大動力。https://github.com/YvetteLau/Blog
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的切面是异步还是同步操作‘_细说JS异步发展历程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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