JS异步编程方案有哪些
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一、同步与异步
我们可以通俗理解为异步就是一个任务分成两段,先执行***段,然后转而执行其他任务,等做好了准备,再回过头执行第二段。排在异步任务后面的代码,不用等待异步任务结束会马上运行,也就是说,异步任务不具有”堵塞“效应。比如,有一个任务是读取文件进行处理,异步的执行过程就是下面这样
这种不连续的执行,就叫做异步。相应地,连续的执行,就叫做同步
"异步模式"非常重要。在浏览器端,耗时很长的操作都应该异步执行,避免浏览器失去响应,***的例子就是Ajax操作。在服务器端,"异步模式"甚至是唯一的模式,因为执行环境是单线程的,如果允许同步执行所有http请求,服务器性能会急剧下降,很快就会失去响应。接下来介绍下异步编程六种方法。
二、回调函数(Callback)
回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子:
ajax(url, () => { // 处理逻辑 })
但是回调函数有一个致命的弱点,就是容易写出回调地狱(Callback hell)。假设多个请求存在依赖性,你可能就会写出如下代码:
ajax(url, () => { // 处理逻辑 ajax(url1, () => { // 处理逻辑 ajax(url2, () => { // 处理逻辑 }) }) })
回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合,使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误,不能直接 return。
三、事件监听
这种方式下,异步任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。
下面是两个函数f1和f2,编程的意图是f2必须等到f1执行完成,才能执行。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的jQuery的写法)
f1.on('done', f2);
上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写:
function f1() { setTimeout(function () { // ... f1.trigger('done'); }, 1000); }
上面代码中,f1.trigger('done')表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。
这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以"去耦合",有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。
四、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)。
首先,f2向信号中心jQuery订阅done信号。
jQuery.subscribe('done', f2);
然后,f1进行如下改写:
function f1() { setTimeout(function () { // ... jQuery.publish('done'); }, 1000); }
上面代码中,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。
f2完成执行后,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。
五、Promise/A+
Promise本意是承诺,在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间?答案是异步操作,异步是指可能比较长时间才有结果的才做,例如网络请求、读取本地文件等
1.Promise的三种状态
Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态
Fulfilled----可以理解为成功的状态
Rejected----可以理解为失败的状态
这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了,比如说一旦状态变为 resolved 后,就不能再次改变为Fulfilled
let p = new Promise((resolve, reject) => { reject('reject') resolve('success')//无效代码不会执行 }) p.then( value => { console.log(value) }, reason => { console.log(reason)//reject } )
当我们在构造 Promise 的时候,构造函数内部的代码是立即执行的
new Promise((resolve, reject) => { console.log('new Promise') resolve('success') }) console.log('end') // new Promise => end
2.promise的链式调用
每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)
如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调
如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调
在 then中使用了return,那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1,2)
then中可以不传递参数,如果不传递会透到下一个then中(见例3)
catch 会捕获到没有捕获的异常
接下来我们看几个例子:
// 例1 Promise.resolve(1) .then(res => { console.log(res) return 2 //包装成 Promise.resolve(2) }) .catch(err => 3) .then(res => console.log(res))
// 例2 Promise.resolve(1) .then(x => x + 1) .then(x => { throw new Error('My Error') }) .catch(() => 1) .then(x => x + 1) .then(x => console.log(x)) //2 .catch(console.error)
// 例3 let fs = require('fs') function read(url) { return new Promise((resolve, reject) => { fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => { if (err) reject(err) resolve(data) }) }) } read('./name.txt') .then(function(data) { throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调 }) //由于下一个then没有失败回调,就会继续往下找,如果都没有,就会被catch捕获到 .then(function(data) { console.log('data') }) .then() .then(null, function(err) { console.log('then', err)// then error }) .catch(function(err) { console.log('error') })
Promise不仅能够捕获错误,而且也很好地解决了回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码:
ajax(url) .then(res => { console.log(res) return ajax(url1) }).then(res => { console.log(res) return ajax(url2) }).then(res => console.log(res))
它也是存在一些缺点的,比如无法取消 Promise,错误需要通过回调函数捕获。
六、生成器Generators/ yield
Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同,Generator ***的特点就是可以控制函数的执行。
语法上,首先可以把它理解成,Generator 函数是一个状态机,封装了多个内部状态。
Generator 函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。
可暂停函数, yield可暂停,next方法可启动,每次返回的是yield后的表达式结果。
yield表达式本身没有返回值,或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数,该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。
我们先来看个例子:
function *foo(x) { let y = 2 * (yield (x + 1)) let z = yield (y / 3) return (x + y + z) } let it = foo(5) console.log(it.next()) // => {value: 6, done: false} console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false} console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}
可能结果跟你想象不一致,接下来我们逐行代码分析:
首先 Generator 函数调用和普通函数不同,它会返回一个迭代器
当执行***次 next 时,传参会被忽略,并且函数暂停在 yield (x + 1) 处,所以返回 5 + 1 = 6
当执行第二次 next 时,传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值,如果你不传参,yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 12,所以第二个 yield 等于 2 12 / 3 = 8
当执行第三次 next 时,传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值,所以 z = 13, x = 5, y = 24,相加等于 42
我们再来看个例子:有三个本地文件,分别1.txt,2.txt和3.txt,内容都只有一句话,下一个请求依赖上一个请求的结果,想通过Generator函数依次调用三个文件
//1.txt文件 2.txt
//2.txt文件 3.txt
//3.txt文件 结束
let fs = require('fs') function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) }) } function* r() { let r1 = yield read('./1.txt') let r2 = yield read(r1) let r3 = yield read(r2) console.log(r1) console.log(r2) console.log(r3) } let it = r() let { value, done } = it.next() value.then(function(data) { // value是个promise console.log(data) //data=>2.txt let { value, done } = it.next(data) value.then(function(data) { console.log(data) //data=>3.txt let { value, done } = it.next(data) value.then(function(data) { console.log(data) //data=>结束 }) }) }) // 2.txt=>3.txt=>结束
从上例中我们看出手动迭代Generator 函数很麻烦,实现逻辑有点绕,而实际开发一般会配合 co 库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具,借助于Promise,你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。
安装co库只需:npm install co
上面例子只需两句话就可以轻松实现
function* r() { let r1 = yield read('./1.txt') let r2 = yield read(r1) let r3 = yield read(r2) console.log(r1) console.log(r2) console.log(r3) } let co = require('co') co(r()).then(function(data) { console.log(data) }) // 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined
我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码:
function *fetch() { yield ajax(url, () => {}) yield ajax(url1, () => {}) yield ajax(url2, () => {}) } let it = fetch() let result1 = it.next() let result2 = it.next() let result3 = it.next()
七、async/await
1.Async/Await简介
使用async/await,你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点:
async/await是基于Promise实现的,它不能用于普通的回调函数。
async/await与Promise一样,是非阻塞的。
async/await使得异步代码看起来像同步代码,这正是它的魔力所在。
一个函数如果加上 async ,那么该函数就会返回一个 Promise
async function async1() { return "1" } console.log(async1()) // -> Promise {: "1"}
Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法,只需几句话便可实现
let fs = require('fs') function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) }) } async function readResult(params) { try { let p1 = await read(params, 'utf8')//await后面跟的是一个Promise实例 let p2 = await read(p1, 'utf8') let p3 = await read(p2, 'utf8') console.log('p1', p1) console.log('p2', p2) console.log('p3', p3) return p3 } catch (error) { console.log(error) } } readResult('1.txt').then( // async函数返回的也是个promise data => { console.log(data) }, err => console.log(err) ) // p1 2.txt // p2 3.txt // p3 结束 // 结束
2.Async/Await并发请求
如果请求两个文件,毫无关系,可以通过并发请求
let fs = require('fs') function read(file) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) { if (err) reject(err) resolve(data) }) }) } function readAll() { read1() read2()//这个函数同步执行 } async function read1() { let r = await read('1.txt','utf8') console.log(r) } async function read2() { let r = await read('2.txt','utf8') console.log(r) } readAll() // 2.txt 3.txt
到此,相信大家对“JS异步编程方案有哪些”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
文章名称:JS异步编程方案有哪些
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