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新手如何快速理解js異步編程

前言

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異步編程從早期的 callback、事件發布\訂閱模式到 ES6 的 Promise、Generator 在到 ES2017 中 async，看似風格迥異，但是還是有一條暗線將它們串聯在一起的，就是希望將異步編程的代碼表達盡量地貼合自然語言的線性思維。

以這條暗線將上述幾種解決方案連在一起，就可以更好地理解異步編程的原理、魅力。
├── 事件發布\訂閱模式 <= Callback
├── Promise <= 事件發布\訂閱模式
├── Async、Await <= Promise、Generator

事件發布\訂閱模式 <= Callback

這個模式本質上就是回調函數的事件化。它本身并無同步、異步調用的問題，我們只是使用它來實現事件與回調函數之間的關聯。比較典型的有 NodeJS 的 events 模塊

const { EventEmitter } = require('events')
const eventEmitter = new EventEmitter()
// 訂閱
eventEmitter.on("event", function(msg) {
console.log("event", msg)
})
// 發布
eventEmitter.emit("event", "Hello world")

那么這種模式是如何與 Callback 關聯的呢？我們可以利用 Javascript 簡單實現 EventEmitter，答案就顯而易見了。

class usrEventEmitter {
constructor () {
this.listeners = {}
}
// 訂閱，callback 為每個 event 的偵聽器
on(eventName, callback) {
if (!this.listeners[eventName]) this.listeners[eventName] = []
this.listeners[eventName].push(callback)
}
// 發布
emit(eventName, params) {
this.listeners[eventName].forEach(callback => {
callback(params)
})
}
// 注銷
off(eventName, callback) {
const rest = this.listeners[eventName].fitler(elem => elem !== callback)
this.listeners[eventName] = rest
}
// 訂閱一次
once(eventName, callback) { 
const handler = function() {
callback()
this.off(eventName, handler)
}
this.on(eventName, handler)
}
}

上述實現忽略了很多細節，例如異常處理、多參數傳遞等。只是為了展示事件訂閱\發布模式。

很明顯的看出，我們使用這種設計模式對異步編程做了邏輯上的分離，將其語義化為

// 一些事件可能會被觸發
eventEmitter.on
// 當它發生的時候，要這樣處理
eventEmitter.emit

也就是說，我們將最初的 Callback 變成了事件監聽器，從而優雅地解決異步編程。

Promise <= 事件發布\訂閱模式

使用事件發布\訂閱模式時，需要我們事先嚴謹地設置目標，也就是上面所說的，必須要縝密地設定好有哪些事件會發生。這與我們語言的線性思維很違和。那么有沒有一種方式可以解決這個問題，社區產出了 Promise。

const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
try {
setTimeout(() => {
resolve('hello world')
}, 500)
} catch (error) {
reject(error)
}
})
// 語義就變為先發生一些異步行為，then 我們應該這么處理
promise.then(msg => console.log(msg)).catch(error => console.log('err', error))

那么這種 Promise 與事件發布\訂閱模式有什么聯系呢？我們可以利用 EventEmitter 來實現 Promise，這樣可能會對你有所啟發。

我們可以將 Promise 視為一個 EventEmitter，它包含了 { state: 'pending' } 來描述當前的狀態，同時偵聽它的變化

  • 當成功時 { state: 'fulfilled' }，要做些什么 on('resolve', callback)；
  • 當失敗時 { state: 'rejected' }，要做些什么 on('reject', callback)。

具體實現如下

const { EventEmitter } = require('events')
class usrPromise extends EventEmitter {
// 構造時候執行
constructor(executor) {
super()
// 發布
const resolve = (value) => this.emit('resolve', value)
const reject = (reason) => this.emit('reject', reason)
if (executor) {
// 模擬 event loop，注此處利用 Macrotask 來模擬 Microtask
setTimeout(() => executor(resolve, reject))
}
}
then(resolveHandler, rejectHandler) {
const nextPromise = new usrPromise()
// 訂閱 resolve 事件
if (resolveHandler) {
const resolve = (data) => {
const result = resolveHandler(data)
nextPromise.emit('resolve', result)
}
this.on('resolve', resolve)
}
// 訂閱 reject 事件
if (rejectHandler) {
const reject = (data) => {
const result = rejectHandler(data)
nextPromise.emit('reject', result)
}
this.on('reject', reject)
} else {
this.on('reject', (data) => {
promise.emit('reject', data)
})
}
return nextPromise
}
catch(handler) {
this.on('reject', handler)
}
}

我們使用 then 方法來將預先需要定義的事件偵聽器存放起來，同時在 executor 中設定這些事件該在什么時候實行。

可以看出從事件發布\訂閱模式到 Promise，帶來了語義上的巨大變革，但是還是需要使用 new Promise 來描述整個狀態的轉換，那么有沒有更好地實現方式呢？

async、await <= Promise、Generator

async、await 標準是 ES 2017 引入，提供一種更加簡潔的異步解決方案。

async function say(greeting) {
return new Promise(function(resolve, then) {
setTimeout(function() {
resolve(greeting)
}, 1500)
})
}
;(async function() {
let v1 = await say('Hello')
console.log(v1)
let v2 = await say('World')
console.log(v2)
})()

await 可以理解為暫停當前 async function 的執行，等待 Promise 處理完成。。若 Promise 正常處理（fulfilled），其回調的resolve函數參數作為 await 表達式的值。

async、await 的出現，減少了多個 then 的鏈式調用形式的代碼。下面我們結合 Promise 與 Generator 來實現 async、await

function async(makeGenerator) {
return function() {
const generator = makeGenerator.apply(this, arguments)
function handle({ value, done }) {
if (done === true) return Promise.resolve(value)
return Promise.resolve(value).then(
(res) => {
return handle(generator.next(res))
},
function(err) {
return handle(generator.throw(err))
}
)
}
try {
return handle(generator.next())
} catch (ex) {
return Promise.reject(ex)
}
}
}
async(function*() {
var v1 = yield say('hello')
console.log(1, v1)
var v2 = yield say('world')
console.log(2, v2)
})()

本質上就是利用遞歸完成 function* () { ... } 的自動執行。相比與 Generator 函數，這種形式無需手動執行，并且具有更好的語義。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持創新互聯。文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，

網站欄目：新手如何快速理解js異步編程
文章出自：http://vcdvsql.cn/article20/ggheco.html

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