JavaScript 中的异步编程（上）

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2022年11月11日 17:09 · 阅读数 43

JavaScript 异步编程都有哪些方案？

回调函数、事件监听，Promise，Generator，async/await，这几种 JS 的编码方式都是异步编程。

一、什么是同步？

所谓同步就是在执行某段代码时，在该代码没有得到返回结果之前，其他代码暂时是无法执行的，但是一旦执行完成拿到返回值之后，就可以执行其他代码了。换句话说，在此代码执行完未返回结果之前，会阻塞之后的代码执行，这样的情况称为同步。

二、什么是异步？

某一段代码执行异步过程调用发出后，这段代码不会立即得到返回结果。而是在异步调用发出之后，一般通过回调函数处理这个调用之后拿到结果。异步调用发出后，不会影响阻塞后面的代码执行，这样的情况称为异步。

三、JS 编程中为什么需要异步？

JavaScript 是单线程的，如果 JS 都是同步代码执行意味着，专业会造成阻塞，如果当前我们有一段代码需要执行时，如果使用同步的方式，那么就会阻塞后面的代码执行；而如果使用异步则不会阻塞，我们不需要等待异步代码执行的返回结果，可以继续执行该异步任务之后的代码逻辑。因此，JavaScript中会使用大量异步进行编程。

四、JavaScript 异步编程方式发展历程

1.回调函数

早些年为了实现 JS 的异步编程，一般都采用回调函数的方式，比如比较典型的事件回调，或者使用 setTimeout/setInterval 来实现一些异步编程的操作，但是使用回调函数来实现存在一个很常见的问题，那就是回调地狱。

fs.readFile(A, 'utf-8', function (err, data) {
  fs.readFile(B, 'utf-8', function (err, data) {
    fs.readFile(C, 'utf-8', function (err, data) {
      fs.readFile(D, 'utf-8', function (err, data) {
        // ......
      })
    })
  })
})
/* 先读取A文本内存，再根据A文本内容读取B，然后再根据B的内容读取C。 */

回调实现异步编程的场景也有很多，比如：

ajax 请求的回调
定时器中的回调
事件回调
Nodejs 中的一些方法回调

异步回调如果层级很少，可读性和代码的维护性暂时还是可以接受，但一旦层级变多就会陷入回调地狱，上面这些异步编程的场景都会涉及回调地狱的问题，下面我们来看一下针对上面这个业务场景，改成 Promise 来实现异步编程，会是什么样子呢？？？

2.Promise

采用 Promise 的实现方式在一定程度上解决了回调地狱的问题

function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(url, 'utf-8', (err, data) => {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
read(A)
  .then((data) => {
    return read(B)
  })
  .then((data) => {
    return read(C)
  })
  .then((data) => {
    return read(D)
  })
  .catch((res) => {
    console.log(res)
  })
/* 可读性的确有一定的提升，优点是可以将异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数，
但是 Promise 也存在一些问题，即便是使用 Promise 的链式调用，
如果操作过多，其实并没有从根本上解决回调地狱的问题，只是换了一种写法，
可读性虽然有所提升，但是依旧很难维护。 */
/* 不过 Promise 又提供了一个 all 方法，对应这个业务场景的代码，用 all 来实现可能效果会更好 */

function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(url, 'utf-8', (err, data) => {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
// 通过 Promise.all 可以实现多个异步并行执行，统一时刻获取最终结果的问题
Promise.all([read(A), read(B), read(C)])
  .then((data) => {
    console.log(data)
  })
  .catch((err) => {
    console.log(err)
  })

3.Generator

也是一种异步编程解决方案，它最大的特点是可以交出函数的执行权，Generator 函数可以看出是异步任务的容器，需要暂停的地方，都有 yield 语法来标注。Generator 函数一般配合 yield 使用，Generator 函数最后返回的是迭代器。

function* gen() {
  let a = yield 111
  console.log(a)
  let b = yield 222
  console.log(b)
  let c = yield 333
  console.log(c)
  let d = yield 444
  console.log(d)
}
let t = gen()
t.next(1) // 第一次调用 next 函数时，传递的参数无效，故无打印结果
t.next(2) // a 输出 2
t.next(3) // b 输出 3
t.next(4) // c 输出 4
t.next(5) // d 输出 5
/* 第一次的 next 虽然执行了但是并未输出结果，
后面的每次执行 next 会把参数传入然后打印出来，
等到最后一次 next 对应的 yield 执行完之后，
控制台会打印 "{value:undefined,done:true}" 的输出结果，标识该 Generator 函数已经执行完毕，即 done：true */

4.async/await

ES7 中提出的新的异步解决方案，async 是 Generator 函数的语法糖，async/await 的优点是代码清晰（不像使用 Promise 的时候需要写很多 then 的方法链），可以处理回调地狱对的问题。async/await 写起来使得 JS 的异步代码看起来像同步代码，其实异步编程发展的目标就是让异步逻辑的代码看起来像同步一样容易理解

function testWait() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      console.log('testWait')
      resolve()
    }, 1000)
  })
}
async function testWaitUse() {
  await testWait()
  console.log('hello')
  return 123
  // 输出顺序：testWait，hello
  // 第十行如果不使用 await 输出顺序：hello，testWait
}
console.log(testWaitUse())

/* 在正常的执行顺序下，testWait 这个函数由于使用的是 setTimeout 的定时器，
回调会在一秒之后执行，但是由于执行到这里采用了 await 关键词，
testAwaitUse 函数在执行的过程中需要等待 testWait 函数执行完成之后，
再执行打印 hello 的操作。 */
/* 但是如果去掉 await，打印结果的顺序就会变化 */
// async/await 不仅仅是 JS 的异步编程的一种方式，其可读性也接近于同步代码，让人更容易理解

五、总结

JavaScript 中的异步编程（上）