前端日拱一卒D11——ES6笔记之异步篇
栏目: JavaScript · 发布时间: 6年前
内容简介:余为前端菜鸟,感姿势水平匮乏,难观前端之大局。遂决定循前端知识之脉络,以兴趣为引,辅以几分坚持,望于己能解惑致知、于同道能助力一二,岂不美哉。本系列代码及文档均在继续啃老本...让人又爱又恨的异步
余为前端菜鸟,感姿势水平匮乏,难观前端之大局。遂决定循前端知识之脉络,以兴趣为引,辅以几分坚持,望于己能解惑致知、于同道能助力一二,岂不美哉。
本系列代码及文档均在 此处
继续啃老本...让人又爱又恨的异步
开始之前
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同步和异步
function sync(){ const doA = '12' const doB = '34' } function async(){ ajax('/api/doC1', (res) => { doC2(res) }) } 复制代码
同步很好理解,任务一个个执行,doA以后才能doB。
异步任务可以理解为分两个阶段,doC的前一阶段是发出请求,后一阶段是在请求结束后的未来时刻处理。
两者各有优劣,同步任务会导致阻塞,异步任务需要由有机制实现前后两部分的分离,使得主线程能够在这间歇内继续工作而不浪费时间等待。
以浏览器为例大致过程:
主线程调用web api,通过工作线程发起请求,然后主线程继续处理别的任务(这是part1)。工作线程执行完了异步任务以后往事件队列里注册回调,等待主线程空闲后去队列中取出到主线程执行栈中执行(这是part2)。
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并发和并行
简单描述:并发是交替做不同事情,并行是同时做不同事情。
我们可以通过多线程去处理并发,但说到底CPU只是在快速切换上下文来实现快速的处理。而并行则是利用多核,同时处理多个任务。
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单线程和多线程
我们总说js是单线程的,node是单线程的,其实这样的说法并不完美。所谓单线程指的是js引擎解释和执行js代码的线程是一个,也即是我们常说的主线程。
又比如对于我们熟悉的node,I/O操作实际上都是通过线程池来完成的,js->调用c++函数->libuv方法->I/O操作执行->完毕后js线程继续执行后续。
lesson1 Promise
callback
ajax('/a', (res) => { ajax('/b, (res) => { // ... }) }) 复制代码
丑陋的callback形式,不再多说
你的名字
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Promise
诞于社区,初为异步编程之解决方案,后有ES6将其写入语言标准,终成今人所言之Promise
对象 - Promise对象特点有二:状态不受外界影响、一旦状态改变后不会再次改变
基本用法
- Promise为构造函数,用于生成Promise实例
// 接收以resolve和reject方法为参数的函数 const pr = new Promise((resolve, reject) => { // do sth resolve(1) // pending -> resolved reject(new Error()) // pending -> rejected }) 复制代码
- 使用then方法传入状态更改后的回调函数
pr.then((value) => { // onresolved cb }, (err) => { // onrejected cb }) 复制代码
我愚蠢的孩子们
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Promise.prototype.then
采用链式写法,返回一个新的Promise,上一个回调的返回作为参数传递到下一个回调
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Promise.prototype.catch
实际上是
.then(null, rejection)
的别名同样支持链式写法,最后一个catch可以catch到前面任一个Promise跑抛出的未catch的error
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Promise.all
参数需具有Iterator接口,返回为多个Promise实例
var p = Promise.all([p1, p2, p3]); 复制代码
p1, p2, p3均resolve后p才resolve,任一个reject则p就reject。
若内部有catch,则外部catch捕获不到异常。
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Promise.race
// 若5秒未返回则抛错 const p = Promise.race([ fetch('/resource-that-may-take-a-while'), new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 5000) }) ]); p.then(response => console.log(response)); p.catch(error => console.log(error)); 复制代码
第一个状态改变的Promise会引起p状态改变。
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Promise.resolve/reject
Promise.resolve('1') Promise.resolve({ then: function() { console.log(123) } }) 复制代码
- 不传参数/传非thenable对象,生成一个立即resolve的Promise
- 传thenable对象,立即执行then方法,然后根据状态更改执行then(普通Promise行为)
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Promise.prototype.finally
Promise.prototype.finally = function (callback) { let P = this.constructor; return this.then( value => P.resolve(callback()).then(() => value), reason => P.resolve(callback()).then(() => { throw reason }) ); }; 复制代码
无论如何都会执行最后的cb
Promise为我们提供了优于callback嵌套的异步选择,但实际上还是基于回调来实现的。
实现
简单的Promise实现代码可以看这里 github
lesson2 Generator
初探
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基本概念
function * gen() { const a = yield 1; return 2 } const m = gen() // gen{<suspended>} m.next() // {value: 1, done: false} m.next() // {value: 2, done: true} m.next() // {value: undefined, done: true} m // gen {<closed>} 复制代码
- Generator一个遍历器生成函数,一个状态机
- 执行返回一个遍历器,代表Generator函数的内部指针(此时yield后的表达式不会求值)
- 每次调用遍历器的next方法会执行下一个yield前的语句并且返回一个
{ value, done }
对象。 - 其中
value
属性表示当前的内部状态的值,是yield表达式后面那个表达式的值,done
属性是一个布尔值,表示是否遍历结束 - 若没有yield了,next执行到函数结束,并将return结果作为value返回,若无return则为undefined。
- 这之后调用next将返回
{ value: undefined, done: true }
,Generator的内部属性[[GeneratorStatus]]
变为closed状态
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yield
- 调用next方法时,将yield后的表达式的值作为value返回,只有下次再调用next才会执行这之后的语句,达到了暂停执行的效果,相当于具备了一个惰性求值的功能
- 没有yield时,Generator函数为一个单纯的暂缓执行函数(需要调用next执行)
- yield只能用于Generator函数
方法
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Generator.prototype.next()
通过传入参数为Generator函数内部注入不同的值来调整函数接下来的行为
// 这里利用参数实现了重置 function* f() { for(var i = 0; true; i++) { var reset = yield i; if(reset) { i = -1; } } } var g = f(); g.next() // { value: 0, done: false } g.next() // { value: 1, done: false } // 传递的参数会被赋值给i(yield后的表达式的值(i)) // 然后执行var reset = i赋值给reset g.next(true) // { value: 0, done: false } 复制代码
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Generator.prototype.throw()
- Generator函数返回的对象都具有throw方法,用于在函数体外抛出错误,在函数体内可以捕获(只能catch一次)
- 参数可以为Error对象
- 如果函数体内没有部署try...catch代码块,那么throw抛出的错会被外部try...catch代码块捕获,如果外部也没有,则程序报错,中断执行
- throw方法被内部catch以后附带执行一次next
- 函数内部的error可以被外部catch
- 如果Generator执行过程中内部抛错,且没被内部catch,则不会再执行下去了,下次调用next会视为该Generator已运行结束
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Generator.prototype.return()
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try ... finally
存在时,return会在finally执行完后执行,最后的返回结果是return方法的参数,这之后Generator运行结束,下次访问会得到{value: undefined, done: true}
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try ... finally
不存在时,直接执行return,后续和上一条一致
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以上三种方法都是让Generator恢复执行,并用语句替换yield表达式
yield*
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在一个Generator内部直接调用另一个Generator是没用的,如果需要在一个Generator内部yield另一个Generator对象的成员,则需要使用
yield*
function* inner() { yield 'a' // yield outer() // 返回一个遍历器对象 yield* outer() // 返回一个遍历器对象的内部值 yield 'd' } function* outer() { yield 'b' yield 'c' } let s = inner() for (let i of s) { console.log(i) } // a b c d 复制代码
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yield*
后跟一个遍历器对象(所有实现了iterator的数据结构实际上都可以被yield*
遍历) -
被代理的Generator函数如果有return,return的值会被for...of忽略,所以next不会返回,但是实际上可以向外部Generetor内部返回一个值,如下:
function *foo() { yield 2; yield 3; return "foo"; } function *bar() { yield 1; var v = yield *foo(); console.log( "v: " + v ); yield 4; } var it = bar(); it.next() // {value: 1, done: false} it.next() // {value: 2, done: false} it.next() // {value: 3, done: false} it.next(); // "v: foo" // {value: 4, done: false} it.next() // {value: undefined, done: true} 复制代码
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举个:chestnut:
// 处理嵌套数组 function* Tree(tree){ if(Array.isArray(tree)){ for(let i=0;i<tree.length;i++) { yield* Tree(tree[i]) } } else { yield tree } } let ss = [[1,2],[3,4,5],6,[7]] for (let i of Tree(ss)) { console.log(i) } // 1 2 3 4 5 6 7 // 理解for ...of 实际上是一个while循环 var it = iterateJobs(jobs); var res = it.next(); while (!res.done){ var result = res.value; // ... res = it.next(); } 复制代码
Extra
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作为对象的属性的Generator函数
写法很清奇
let obj = { * sss() { // ... } } let obj = ={ sss: function* () { // ... } } 复制代码
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Generator函数的this
Generator函数返回的是遍历器对象,会继承prototype的方法,但是由于返回的不是this,所以会出现:
function* ss () { this.a = 1 } let f = ss() f.a // undefined 复制代码
想要在内部的this绑定遍历器对象?
function * ss() { this.a = 1 yield this.b = 2; yield this.c = 3; } let f = ss.call(ss.prototype) // f.__proto__ === ss.prototype f.next() f.next() f.a // 1 f.b // 2 f.c // 3 复制代码
应用
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举个:chestnut:
// 利用暂停状态的特性 let clock = function* () { while(true) { console.log('tick') yield console.log('tock') yield } } 复制代码
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异步操作的同步化表达
// Generator函数 function* main() { var result = yield request("http://some.url"); var resp = JSON.parse(result); console.log(resp.value); } // ajax请求函数,回调函数中要将response传给next方法 function request(url) { makeAjaxCall(url, function(response){ it.next(response); }); } // 需要第一次执行next方法,返回yield后的表达式,触发异步请求,跳到request函数中执行 var it = main(); it.next(); 复制代码
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控制流管理
// 同步steps let steps = [step1Func, step2Func, step3Func]; function *iterateSteps(steps){ for (var i=0; i< steps.length; i++){ var step = steps[i]; yield step(); } } // 异步后续讨论 复制代码
实现
TO BE CONTINUED
lesson3 Generator的异步应用
回到最初提到的异步:将异步任务看做两个阶段,第一阶段现在执行,第二阶段在未来执行,这里就需要将任务 暂停
。而前面说到的Generator似乎恰好提供了这么一个当口, 暂停
结束后第二阶段开启不就对应下一个next调用嘛!
想像我有一个异步操作,我可以通过Generator的next方法传入操作需要的参数,第二阶段执行完后返回值的value又可以向外输出,maybe Generator真的可以作为异步操作的容器?
before it
协程coroutine
协程A执行->协程A暂停,执行权转交给协程B->一段时间后执行权交还A->A恢复执行
// yield是异步两个阶段的分割线 function* asyncJob() { // ...其他代码 var f = yield readFile(fileA); // ...其他代码 } 复制代码
Thunk函数
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参数的求值策略
- 传名调用和传值调用之争
- 后者更简单,但是可能会有需要大量计算求值却没有用到这个参数的情况,造成性能损失
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js中的Thunk函数
- 传统的Thunk函数是传名调用的一种实现,即将参数作为一个临时函数的返回值,在需要用到参数的地方对临时函数进行求值
- js中的Thunk函数略有不同 js中的Thunk函数是将多参数函数替换为单参数函数(这个参数为回调函数)
const Thunk = function(fn) { return function (...args) { return function (callback) { return fn.call(this, ...args, callback); } }; }; 复制代码
看起来只是换了个样子,好像并没有什么用
自执行
Generator看起来很美妙,但是next调用方式看起来很麻烦,如何实现自执行呢?
Thunk函数实现Generator函数自动执行
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Generator函数自动执行
function* gen() { yield a // 表达式a yield 2 } let g = gen() let res = g.next() while(!res.done) { console.log(res.value) res = g.next() // 表达式b } 复制代码
但是,这不适合异步操作。如果必须保证前一步执行完,才能执行后一步,上面的自动执行就不可行。
next方法是同步的,执行时必须立刻返回值,yield后是同步操作当然没问题,是异步操作时就不可以了。处理方式就是返回一个Thunk函数或者Promise对象。此时value值为该函数/对象,done值还是按规矩办事。
var g = gen(); var r1 = g.next(); // 重复传入一个回调函数 r1.value(function (err, data) { if (err) throw err; var r2 = g.next(data); r2.value(function (err, data) { if (err) throw err; g.next(data); }); }); 复制代码
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Thunk函数的自动流程管理
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思路:
Generator函数中yield 异步Thunk函数,通过yield将控制权转交给Thunk函数,然后在Thunk函数的回调函数中调用Generator的next方法,将控制权交回给Generator。此时,异步操作确保完成,开启下一个任务。
Generator是一个异步操作的容器,实现自动执行需要一个机制,这个机制的关键是控制权的交替,在异步操作有了结果以后自动交回控制权,而回调函数执行正是这么个时间点。
// Generator函数的执行器 function run(fn) { let gen = fn() // 传给Thunk函数的回调函数 function cb(err, data) { // 控制权交给Generator,获取下一个yield表达式(异步任务) let result = gen.next(data) // 没任务了,返回 if (result.done) return // 控制权交给Thunk函数,传入回调 result.value(cb) } cb() } // Generator函数 function* g() { let f1 = yield readFileThunk('/a') let f2 = yield readFileThunk('/b') let f3 = yield readFileThunk('/c') } // Thunk函数readFileThunk const Thunk = function(fn) { return function (...args) { return function (callback) { return fn.call(this, ...args, callback); } }; }; var readFileThunk = Thunk(fs.readFile); readFileThunk(fileA)(callback); // 自动执行 run(g) 复制代码
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大名鼎鼎的co
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说明
- 不用手写上述的执行器,co模块其实就是将基于Thunk函数和Promise对象的两种自动Generator执行器包装成一个模块
- 使用条件:yield后只能为Thunk函数或Promise对象或Promise对象数组
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基于Promise的执行器
function run(fn) { let gen = fn() function cb(data) { // 将上一个任务返回的data作为参数传给next方法,控制权交回到Generator // 这里将result变量引用{value, done}对象 // 不要和Generator中的`let result = yield xxx`搞混 let result = gen.next(data) if (result.done) return result.value result.value.then(function(data){ // resolved之后会执行cb(data) // 开启下一次循环,实现自动执行 cb(data) }) } cb() } 复制代码
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源码分析
其实和上面的实现类似
function co(gen) { var ctx = this; var args = slice.call(arguments, 1) // 除第一个参数外的所有参数 // 返回一个Promise对象 return new Promise(function(resolve, reject) { // 如果是Generator函数,执行获取遍历器对象gen if (typeof gen === 'function') gen = gen.apply(ctx, args); if (!gen || typeof gen.next !== 'function') return resolve(gen); // 第一次执行遍历器对象gen的next方法获取第一个任务 onFulfilled(); // 每次异步任务执行完,resolved以后会调用,控制权又交还给Generator function onFulfilled(res) { var ret; try { ret = gen.next(res); // 获取{value,done}对象,控制权在这里暂时交给异步任务,执行yield后的异步任务 } catch (e) { return reject(e); } next(ret); // 进入next方法 } // 同理可得 function onRejected(err) { var ret; try { ret = gen.throw(err); } catch (e) { return reject(e); } next(ret); } // 关键 function next(ret) { // 遍历执行完异步任务后,置为resolved,并将最后value值返回 if (ret.done) return resolve(ret.value); // 获取下一个异步任务,并转为Promise对象 var value = toPromise.call(ctx, ret.value); // 异步任务结束后会调用onFulfilled方法(在这里为yield后的异步任务设置then的回调参数) if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected); return onRejected(new TypeError('You may only yield a function, promise, generator, array, or object, ' + 'but the following object was passed: "' + String(ret.value) + '"')); } }) } 复制代码
其实还是一样,为Promise对象then方法指定回调函数,在异步任务完成后触发回调函数,在回调函数中执行Generator的next方法,进入下一个异步任务,实现自动执行。
举个:chestnut:
'use strict'; const fs = require('fs'); const co =require('co'); function read(filename) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readFile(filename, 'utf8', function(err, res) { if (err) { return reject(err); } return resolve(res); }); }); } co(function *() { return yield read('./a.js'); }).then(function(res){ console.log(res); }); 复制代码
lesson4 async函数
语法糖
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比较
function* asyncReadFile () { const f1 = yield readFile('/etc/fstab'); const f2 = yield readFile('/etc/shells'); console.log(f1.toString()); console.log(f2.toString()); }; const asyncReadFile = async function () { const f1 = await readFile('/etc/fstab'); const f2 = await readFile('/etc/shells'); console.log(f1.toString()); console.log(f2.toString()); }; 复制代码
看起来只是写法的替换,实际上有这样的区别
- async函数内置执行器,不需要手动执行next方法,不需要引入co模块
- async适用更广,co模块对yield后的内容严格限制为Thunk函数或Promise对象,而await后可以是Promise对象或原始类型值
- 返回Promise,这点和co比较像
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用法
- async标识该函数内部有异步操作
- 由于async函数返回的是Promise,所以可以将async函数作为await命令的参数
- async函数可以使用在函数、方法适用的许多场景
语法
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返回的Promise
- async函数只有在所有await后的Promise执行完以后才会改变返回的Promise对象的状态(return或者抛错除外)即只有在内部操作完成以后才会执行then方法
- async函数内部return的值会作为返回的Promise的then方法回调函数的参数
- async函数内部抛出的错误会使得返回的Promise变成rejected状态,同时错误会被catch捕获
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async命令及其后的Promise
- async命令后如果不是一个Promise对象,则会被转成一个resolved的Promise
- async命令后的Promise如果抛错了变成rejected状态或者直接rejected了,都会使得async函数的执行中断,错误可以被then方法的回调函数catch到
- 如果希望async的一个await Promise不影响到其他的await Promise,可以将这个await Promise放到一个try...catch代码块中,这样后面的依然会正常执行,也可以将多个await Promise放在一个try...catch代码块中,此外还可以加上错误重试
使用注意
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相互独立的异步任务可以改造下让其并发执行(Promise.all)
let [foo, bar] = await Promise.all([getFoo(), getBar()]); 复制代码
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await 与 for ... of
应该还在提案阶段吧
for await (const item of list) { console.log(item) } 复制代码
实现
- 其实就是将执行器和Generator函数封装在一起,详见上一课
举举:chestnut:
- 并发请求,顺序输出
async function logInOrder(urls) { // 并发读取远程URL const textPromises = urls.map(async url => { const response = await fetch(url); return response.text(); }); // 按次序输出 for (const textPromise of textPromises) { console.log(await textPromise); } } 复制代码
目前了解到的异步解决方案大概就这样,Promise是主流,Generator作为容器,配合async await语法糖提供了看起来似乎更加优雅的写法,但实际上因为一切都是Promise,同步任务也会被包装成异步任务执行,个人感觉还是有不足之处的。
虽发表于此,却毕竟为一人之言,又是每日学有所得之笔记,内容未必详实,看官老爷们还望海涵。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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