深入浅出 JS 异步处理技术方案

JavaScript   2017-12-27 19:03:10 发布
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为什么要异步

"当我们在星巴克买咖啡时,假设有100个人在排队,也许咖啡的下单只要10S,但是咖啡的制作到客人领取咖啡要1000S。如果在同步的场景下,第一个客人下单到领取完咖啡要1010S才能轮到下一个客人,这在效率(某些场景)上来说会比较低下。如果我们异步处理这个流程,客人下单10S拿到凭证,客人就可以去做别的事情,并且10S后下一个客人可以继续下单,并不阻碍流程。反而可以通过凭证,让客人拿到自己的咖啡,也许时间上并不是第一个下单的客人先拿到。"

在网页的世界里也是同样的道理,不妨我们看看在执行JS代码的主线程里,如果遇到了AJAX请求,用户事件等,如果不采用异步的方案,你会一直等待,等待第一个耗时的处理完成才能接上下一个JS代码的执行,于是界面就卡住了。

“也许有人会想,既然大家都说现在网页上性能损耗最大的属于DOM节点的操作,把这些搞成异步,行不行?其实这会带来一个不确定性问题:既“成功”的状态到底谁先来的问题。可以想象一下,如果我们在操作DOM,既给节点添加内容,也给节点删除,那么到底以谁为基准呢?考虑到复杂性,也就可见一斑了。”

Event loop

虽然异步与event loop没有太直接的关系,准确的来讲event loop 只是实现异步的一种机制。(了解为主)

“还是以上面咖啡馆为例子,假定场景还是100人,这100人除了下单是与咖啡本身有关联之外,其余的时间,比如看书,玩游戏的等可以视为自己的执行逻辑。如果用event loop来给它做一个简单的画像,那么它就像:在与咖啡店店员沟通下单视为主执行栈,咖啡的制作可以视为一个异步任务,添加到一个任务队列里,一直等带100个人都下单完成,然后开始读取任务队列中的异步任务,事件名就是下单凭证,如果有对应的handler,那么就执行叫对应的客人来领取咖啡。这个过程,是循环不断的。假设没有客人来下单的时候,也就是店员处于空闲时间(可能自己去搞点别的)。”

传统的Callback

假定一个asyncFetchDataSource函数用于获取远程数据源,可能有20S。

function asyncFetchDataSource(cb){
   (… 获取数据, function(response){
      typeof cb === 'function' && cb(response)
   })
}

这种形式的callback可以适用于简单场景,如果这里有一个更复杂的场景,比如获取完数据源之后,依据id,获取到某个数据,在这某个数据中再依据id来更新某个列表,可以遇见的能看到代码变成了:

asyncFetchDataSource('',function(data_a){
  const { id_a } = data_a
   asyncFetchDataSource( id_a,function(data_b){
           const { id_b } = data_b
    asyncFetchDataSource(id, function(data_c){

    })
   })
})

如果有极端情况出现,这里的callback就会变成无极限了。

Thunk函数

这是一种“传名调用”的策略,表现的形式就是将参数放入一个临时函数,然后再将这个临时函数传入函数体内。

function asyncFetchDataSource(url){
   return function(callback){
      fetch(url, callback)
   }
}

const dataSource = asyncFetchDataSource('https://github.com/icepy');
dataSource(function(data){

})

Promise

Promise正是想来处理这样的异步编程,如果我们用Promise该如何处理一段Ajax?

function fetch(){
  return new Promise(function(resolve,reject){
    $.ajax({
      url: 'xxx',
      success:function(data){
        resolve(data)
      },
      error:function(error){
        reject(error)
      }
    })
  })
}
fetch().then(function(data){
}).catch(function(error){})

Promise声明周期:

  • 进行中(pending)
  • 已经完成(fulfilled)
  • 拒绝(rejected)

如同上面Ajax的例子,我们可以很好的包装一个函数,让fetch函数返回一个Promise对象。在Promise构造函数里,可以传入一个callback,并且在这里完成主体逻辑的编写。唯一需要注意的是:Promise对象只能通过resolve和reject函数来返回,在外部使用then或catch来获取。如果你直接抛出一个错误(throw new Error('error')),catch也是可以正确的捕获到的。

Promise其他的方法

Promise.all(当所有在可迭代参数中的 promises 已完成,或者第一个传递的 promise(指 reject)失败时,返回 promise。)

var p1 = Promise.resolve(3);
var p2 = 1337;
var p3 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(resolve, 100, "foo");
}); 
Promise.all([p1, p2, p3]).then(values => { 
  console.log(values); // [3, 1337, "foo"] 
});

Promise.race(返回一个新的 promise,参数iterable中只要有一个promise对象"完成(resolve)"或"失败(reject)",新的promise就会立刻"完成(resolve)"或者"失败(reject)",并获得之前那个promise对象的返回值或者错误原因。)

var p1 = new Promise(function(resolve, reject) { 
    setTimeout(resolve, 500, "one"); 
});
var p2 = new Promise(function(resolve, reject) { 
    setTimeout(resolve, 100, "two"); 
});
Promise.race([p1, p2]).then(function(value) {
  console.log(value); // "two"
  // 两个都完成,但 p2 更快
});

有趣的是如果你使用ES6的class,你是可以去派生Promise的。

class MePromise extends Promise{
 // 处理 ...
}

Generator

Generator可以辅助我们完成很多复杂的任务,而这些基础知识,又与iterator息息相关,举一个很简单的例子,相信有很多朋友,应该使用过co这个异步编程的库,它就是用Generator来实现,当然它的设计会比例子要复杂的多,我们先来看一个co简单的用法:

import co from 'co'
co(function* () {
  var result = yield Promise.resolve(true);
  return result;
}).then(function (value) {
  console.log(value);
}, function (err) {
  console.error(err.stack);
});

相应的,我们来实现一个简化的版本:

function co(task){
  let _task = task()
  let resl = _task.next();
  while(!resl.done){
    console.log(resl);
    resl = _task.next(resl.value);
  }
}
function sayName(){
  return {
    name: 'icepy'
  }
}
function assign *(f){
  console.log(f)
  let g = yield sayName()
  return Object.assign(g,{age:f});
}
co(function *(){
  let info = yield *assign(18)
  console.log(info)
})

虽然,这个例子中,还不能很好的看出来“异步”的场景,但是它很好的描述了Generator的使用方式。

从最开始的定义中,已经和大家说明了,Generator最终返回的依然是一个迭代器对象,有了这个迭代器对象,当你在处理某些场景时,你可以通过yield来控制,流程的走向。通过co函数,我们可以看出,先来执行next方法,然后通过一个while循环,来判断done是否为true,如果为true则代表整个迭代过程的结束,于是,这里就可以退出循环了。在Generator中的返回值,可以通过给next方法传递参数的方式来实现,也就是遇上第一个yield的返回值。

有逻辑,自然会存在错误,在Generator捕获错误的时机与执行throw方法的顺序有关系,一个小例子:

let hu = function *(){
  let g = yield 1;
  try {
    let j = yield 2;
  } catch(e){
    console.log(e)
  }
  return 34
}
let _it = hu();
console.log(_it.next())
console.log(_it.next())
console.log(_it.throw(new Error('hu error')))

当我能捕获到错误的时机是允许完第二次的yield,这个时候就可以try了。

async await

async function createNewDoc() {
  let response = await db.post({}); // post a new doc
  return await db.get(response.id); // find by id
}

https://tc39.github.io/ecmascript-asyncawait/

根据规范规定一个asnyc函数总是要返回一个Promise,从代码直观上来说,虽然简洁了,但是async await并未万能,它有很大的局限性,比如:

  • 因为是顺序执行,假设有三个请求,那么这里并没有很好的利用到异步带来的止损(再包装一个Promise.all)
  • 如果要捕获异常,需要去包try catch
  • 缺少控制流程,比如progress(进度)pause,resume等周期性的方法
  • 没有打断的功能

主流的异步处理方案

我喜欢用co,而且社区使用也很广泛, https://github.com/tj/co

co(function* () {
  var result = yield Promise.resolve(true);
  return result;
}).then(function (value) {
  console.log(value);
}, function (err) {
  console.error(err.stack);
});

babel polyfill 支持,在浏览器环境中使用异步解决方案

如果你想使用全的polyfiil,直接npm install --save babel-polyfill,然后在webpack里进行配置即可。

module.exports = {
  entry: ["babel-polyfill", "./app/js"]
};

当然由于我目前的开发基于的浏览器都比较高,所以我一般是挑选其中的:

https://github.com/facebook/regenerator/tree/master/packages/regenerator-runtime https://github.com/facebook/regenerator/tree/master/packages/regenerator-transform

如果你要使用async await 配置上 http://babeljs.io/docs/plugins/transform-async-to-generator/ 即可

Node.js 环境中使用异步解决方案

由于本人的node使用的LTS已经是8.9.3版本了,所以大部分情况下已经不再使用babel去进行转换,而是直接使用co这样的库。当然co也不是万能,一定要根据业务场景,与其他异步处理的方式,配合中使用。

总结 相信未来的JS编程,只会越来越简单,不要拘泥于语法,语言上的特性,不妨多看一看“外面的世界“。

 

来自:http://www.iteye.com/news/32831

 

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