JavaScript的异步解决方案

时间 2019-11-08

原文原文链接

因为JavaScript是单线程的一门脚本语言（主线程是单线程）node

因此异步问题是个让人常头疼的问题segmentfault

咱们来看一下常见的传统解决方案数组

1.回调函数

回调函数是一种最多见最传统的方式相似的这种promise

// node 的文件读取
let fs = require('fs');
fs.readFile('./test1.js','utf8',function(err,data){
    console.log(data) 
})

这样咱们能够在回调函数里拿到文件的内容，然而这样有一个问题, 要是我要读取多个文件，每个读取的文件都要依赖前一个读取文件的内容浏览器

好比我test1.js的内容是test2的路径异步

那么就要这样写async

let fs = require('fs');
fs.readFile('./test1.js','utf8',function(err,data){
    fs.readFile(data,'utf8',function(err,data){
        console.log(data)
    }) 
})

要是100个 1000个文件呢？ 因为异步调用没法用try{}catch 捕获 万一中间读取失败了一次又该怎么作？难道每一个函数体内都if(err) 一下？这种方式难以维护也就是咱们常说的回调地狱函数

2订阅发布模式

我如今有这样一种需求我须要在不一样的文件里读取不一样的内容，等多个文件的内容都读取完毕再一块儿输出ui

let fs = require('fs');
let result = {};
fs.readFile('./test1.js','utf8',function(err,data){
    result.test1 = data
    fs.readFile('./test2','utf8',function(err,data){
       result.test2 = data
       console.log(result)
    }) 
})

用回调方式会带来什么问题？需求：这些异步请求没有依赖关系我须要同时发起而不是等待上一次读取的结果this

如今咱们来聊聊订阅发布模式

订阅发布模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个订阅者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在自身状态变化时，会通知全部订阅者对象，使它们可以自动更新本身的状态。通俗点就事说， 我把我要操做的事放入一个待执行的队列里，等达到某一个条件，待执行队列依次执行，那么上代码

let fs = require('fs');
let result = {};
class Publish {
    constructor() {
        this.list = []
    };
    on(fn){
        this.list.push(fn)
    };
    emit(string){
        alert(string)
        if (Object.keys(result).length == 2) {
            this.list.forEach(fn => {
                fn()
            })
        }
    }
}

let p = new Publish()

p.on(function () {
    console.log(result)
})

fs.readFile('./test1.js', 'utf8', function (err, data) {
    result.test1 = data
    p.emit('已经读取到test1的文件')
})
fs.readFile('./test2', 'utf8', function (err, data) {
    result.test2 = data
    p.emit('已经读取到test2的文件')
})

原理其实也就是回调函数

问题：发布订阅跟观察者模式有什么区别？？

3 Promise

好在咱们有了Promise这个类关于Promise的文章有不少你们自行能够搜索一下

咱们来看下Promise A+ 规范

那根据这个规范咱们简单的写一遍promise的源码吧

咱们来定义2个文件
Promise.js和require.js

//require.js
let Promise = require('./promise.js')

let p = new Promise((resolve, reject) => {
    
       setTimeout(()=>{
           resolve(100)
       },100)
   
})
p.then(function(data){
    console.log(data)
},function(e){
    console.log(e)
})

//promise.js



class Promise {
    constructor(executor){
        // promise的三个状态
        this.state = 'pending'
        this.value = undefined
        this.reason = undefined
        // 有可能调用then的时候 并无resolve或者reject    因此这里用来存放then以后要作的事
        this.onResolvedCallbacks = []   
        this.onRejectedCallbacks = []
    
        const resolve = (value) => {
        // 咱们须要判断resolve出来的值是否仍是一个promise 
     
            if(value instanceof Promise){
                return value.then(resolve,reject)
            }
            // promiseA+ 规范要求这么写
            setTimeout(()=>{
                if (this.state === 'pending') {
                    this.state = 'resolved'
                    this.value = value
                    // 把保存起来的函数一一执行而后结果传给下一个
                    this.onResolvedCallbacks.forEach( fn => {
                        return fn(value)
                    })

                }
            })
            
        }
        const reject = (reason) => {
            setTimeout(()=>{
                if (this.state === 'pending') {
                    this.state = 'rejected'
                    this.reason = reason
                    this.onRejectedCallbacks.forEach(fn => {
                        return fn(reason)
                    })
                }
            })
          
        }
        try {
            executor(resolve,reject)
        } catch (error) {
            reject(error)
        }
        
    }

    then(onFulfilled,onRejected){
         // new 的时候立刻执行executor  ----> 就是(resolve,reject)=>{   }()  拿到resolve跟reject 而后作状态判断该调用哪一个
        onFulfilled = typeof onFulfilled == 'function' ? onFulfilled : function (value) {
            return value
        };
        onRejected = typeof onRejected == 'function' ? onRejected : function (value) {
            throw value
        };
      

        let promise2 = new Promise((resolve,reject)=>{   
          
            if (this.state === 'resolved'){
                  //onFulfilled or onRejected must not be called until the execution context stack contains only platform code. [3.1].
                  // 规范上要这么作  防止直接resolve 同步调用then 这个时候promise2不存在报错 
                  // 执行顺序参考浏览器事件环  哪天有空单独写一篇
                setTimeout(()=>{
                
                    //  由于onFulfilled都是异步调用 因此不能在new Promise的时候捕获到
                    try {
                      
                        let x = onFulfilled(this.value) // then成功的回调 
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)  
                    } catch (error) {
                   
                        reject(error)
                    }
                })
               
            }

            if (this.state === 'rejected'){
                setTimeout(() => {
                    try {
                        let x = onRejected(this.reason)  // 失败的回调
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)   
                    } catch (error) {
                        reject(error)
                    }
                  
                })
            }
            if (this.state === 'pending'){  //  若是executor是个异步方法  那么会先调用then 因此这里把成功回调跟失败的回调都存起来
           
                this.onResolvedCallbacks.push((value)=>{
                
                    try {
                      
                        let x = onFulfilled(value)
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)
                    } catch (error) {
                     
                        console.log(error)
                        reject(error)
                    }
                  
                })
                
                this.onRejectedCallbacks.push((reason)=>{
                    try {
                        let x = onRejected(reason)
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)
                    } catch (error) {
                        reject(error)
                    }
                  
                })
            }
        })   
        //  then返回一个promise 
        return promise2 
    }
    catch(onRejected){
        return this.then(null, onRejected);
    }
    static all(promises){
        return new Promise(function (resolve, reject) {
            let result = [];
            let count = 0;
            for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
                promises[i].then(function (data) {
                    result[i] = data;
                    if (++count == promises.length) {
                        resolve(result);
                    }
                }, function (err) {
                    reject(err);
                });
            }
        });
    }
}

const resolvePromise = (promise2, x, resolve, reject)=>{
    // promise2 跟 then的成功回调返回值有多是同一个值
    if(promise2 === x){
        return reject(new TypeError('报错 循环引用了'))
    }
    let then,called;
    // 要么对象要么函数
    if(x !== null&&((typeof x === 'object' || typeof x === 'function')) ){
        try {
            then = x.then   // 有多是getter定义的会报错
            // then 有多是个函数或者普通值
            if(typeof then === 'function'){
                // 若是then是个函数的话  就认为它是个promise
                then.call(x,function(){
                    if(called) return
                    called = true  
                    resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                },function(error){
                    if (called) return
                    called = true  
                    reject(error)
                })
            }else{
                resolve(x)
            }
        } catch (error) {
            if (called) return
            called = true  
            reject(error)
        }
      
    }else{
        // x是个普通值
        resolve(x)
    }
}


module.exports = Promise

执行require.js的结果是

这样咱们就实现了一个promise 是否是很棒棒? 如今咱们能够promise.then 链式调用了而后用catch作统一错误处理解决了上面错误捕获的问题还有没有更好的方法？固然有！

4 生成器迭代器

这篇文章讲的比较详细：迭代器

在讲async await 以前咱们先讲一下生成器

**当你在执行一个函数的时候，你能够在某个点暂停函数的执行，而且作一些其余工做，而后再返回这个函数继续执行，甚至是携带一些新的值，而后继续执行。
上面描述的场景正是JavaScript生成器函数所致力于解决的问题。当咱们调用一个生成器函数的时候，它并不会当即执行，而是须要咱们手动的去执行迭代操做（next方法）。也就是说，你调用生成器函数，它会返回给你一个迭代器。迭代器会遍历每一个中断点。
next 方法返回值的 value 属性，是 Generator 函数向外输出数据；next 方法还能够接受参数

function* foo () {
  var index = 0;
  while (index < 2) {
    yield index++; //暂停函数执行，并执行yield后的操做
  }
}
var bar =  foo(); // 返回的实际上是一个迭代器

console.log(bar.next());    // { value: 0, done: false }
console.log(bar.next());    // { value: 1, done: false }
console.log(bar.next());    // { value: undefined, done: true }

Generator函数的标志就是function关键词后连缀一个'*' 配合yield 暂停函数返回的是一个迭代器每次执行next的时候停在yield

咱们都见过类数组结构吧

let likeArray = { 0: 1, 1: 2, 2: 3, length: 3 }
let arr = [...likeArray]
//执行这段代码会报错  报错信息likeArray is not iterable    likeArray是不可枚举的 那么咱们若是想实现这样的类数组转为数组 怎么办呢

咱们先看一下函数里的argument跟类数组有什么区别

function(){
console.log(argument)}

咱们改下一下类数组结构

let likeArray = { 0: 1, 1: 2, 2: 3, length: 3, [Symbol.iterator](){
        return {
            next() {
                return {
                    value: 1,
                    done: false
                }
            }
        }
    } 
}
//在执行
let arr = [...likeArray]
控制台报错FATAL ERROR: CALL_AND_RETRY_LAST Allocation failed - JavaScript heap out of memory

感受是否是有点像那么回事了 
咱们再改写
let likeArray = { 0: 1, 1: 2, 2: 3, length: 3, [Symbol.iterator](){

       let index = 0 
       let self  = this
        return {
            next() {
                return {
                    done: self.length === index
                    value: self[index++],
                    
                }
            }
        }
    } 
}

// 输出[1,2,3]    只有在done是false的时候表示迭代完成 就再也不继续执行了 value是每次迭代返回的值
再改写一下
let likeArray = {
    0: 1, 1: 2, 2: 3, length: 3, [Symbol.iterator]:function*() {

        let index = 0;
        while (index !== this.length) {
            yield this[index++]
        }

    }
}


console.log([...likeArray])  //[1,2,3]  调用返回一个迭代器   ... 每次调用迭代器的next方法 返回{value,done}

生成器能够配合node.js中的co，借助于Promise，你可使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。

例子：

let fs = require('fs');
function readFile(filename) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    fs.readFile(filename, function (err, data) {
      if (err)
        reject(err);
      else
        resolve(data);
    })
  })
}
function *read() {
  let template = yield readFile('./template.txt');
  let data = yield readFile('./data.txt');
  return template + '+' + data;
}
co(read).then(function (data) {
  console.log(data);
}, function (err) {
  console.log(err);
});

5 async/await

有了上面的基础 async/await 更加容易明白了
async/await的优势有
1.内置执行器
2.更好的语义
3.更广的适用性

let fs = require('fs');
function readFile(filename) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    fs.readFile(filename, 'utf8', function (err, data) {
      if (err)
        reject(err);
      else
        resolve(data);
    })
  })
}

async function read() {
  let template = await readFile('./template.txt');
  let data = await readFile('./data.txt');
  return template + '+' + data;
}
let result = read();
result.then(data=>console.log(data));

能够直接await 一个promise 使得异步代码执行看起来像同步同样更优雅

async 函数的实现，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。

async function read() {
  let template = await readFile('./template.txt');
  let data = await readFile('./data.txt');
  return template + '+' + data;
}

// 等同于
function read(){
  return co(function*() {
    let template = yield readFile('./template.txt');
    let data = yield readFile('./data.txt');
    return template + '+' + data;
  });
}