JavaScript的异步解决方案

由于JavaScript是单线程的一门脚本语言(主线程是单线程)

所以异步问题是个让人常头疼的问题

我们来看一下常见的传统解决方案

1.回调函数

回调函数是一种最常见 最传统的方式 类似的这种

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

这样我们可以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,每一个读取的文件都要依赖前一个读取文件的内容

比如 我test1.js的内容是test2的路径

那么就要这样写

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 ? 由于异步调用无法用try{}catch 捕获 万一中间读取失败了一次又该怎么做? 难道每个函数体内都if(err) 一下? 这种方式难以维护 也就是我们常说的回调地狱

2订阅发布模式

我现在有这样一种需求 我需要在不同的文件里读取不同的内容, 等多个文件的内容都读取完毕再一起输出

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 我需要同时发起 而不是等待上一次读取的结果

现在我们来聊聊 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,会通知所有订阅者对象,使它们能够自动更新自己的状态。 通俗点就事说, 我把我要操作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

好在我们有了Promise这个类 关于Promise的文章有很多 大家自行可以搜索一下

我们来看下Promise A+ 规范

那根据这个规范我们简单的写一遍promise的源码吧

我们来定义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 并没有resolve或者reject    所以这里用来存放then之后要做的事
        this.onResolvedCallbacks = []   
        this.onRejectedCallbacks = []
    
        const resolve = (value) => {
        // 我们需要判断resolve出来的值是否还是一个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然后结果传给下一个
                    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 的时候马上执行executor  ----> 就是(resolve,reject)=>{   }()  拿到resolve跟reject 然后做状态判断该调用哪个
        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].
                  // 规范上要这么做  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(()=>{
                
                    //  因为onFulfilled都是异步调用 所以不能在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'){  //  如果executor是个异步方法  那么会先调用then 所以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可能是同一个值
    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   // 有可能是getter定义的会报错
            // then 有可能是个函数或者普通值
            if(typeof then === 'function'){
                // 如果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
图片描述

这样我们就实现了一个promise 是不是很棒棒? 现在我们可以promise.then 链式调用了 然后用catch做统一错误处理 解决了上面错误捕获的问题 还有没有更好的方法? 当然有!

4 生成器 迭代器

在讲async await 之前 我们先讲一下 生成器

**当你在执行一个函数的时候,你可以在某个点暂停函数的执行,并且做一些其他工作,然后再返回这个函数继续执行, 甚至是携带一些新的值,然后继续执行。
上面描述的场景正是JavaScript生成器函数所致力于解决的问题。当我们调用一个生成器函数的时候,它并不会立即执行, 而是需要我们手动的去执行迭代操作(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 方法还可以接受参数

function* foo () {
  var index = 0;
  while (index < 2) {
    yield index++; //暂停函数执行,并执行yield后的操作
  }
}
var bar =  foo(); // 返回的其实是一个迭代器

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

我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 那么我们如果想实现这样的类数组转为数组 怎么办呢 

我们先看一下函数里的argument跟类数组有什么区别

function(){
console.log(argument)}

图片描述

我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

感觉是不是有点像那么回事了 
我们再改写
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 就不再继续执行了 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}

生成器可以配合node.js中的co, 借助于Promise,你可以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的优点有
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));

可以直接await 一个promise 使得异步代码执行看起来像同步一样 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;
  });
}

**总结: 异步解决方案还有其他的一些方法 不过都不重要 我们只要掌握了async/await 用async/await写异步代码 更方便维护
第一次写文章 写的不好多多包涵 毕竟很多东西都是站在前任人的肩膀上直接拿过来的**

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