JS基礎系列(異步編程解決方案)

大家在js編程中肯定遇到過異步問題,實踐中大家在異步問題上也不斷提出新的解決方案,這里就梳理一下異步解決方案。

回調函數

回調函數是最原始的解決方案,邏輯上很容易理解。看個例子:

function f1(value, callback) {
    console.log('f1');
    setTimeout(
        () => {
            value = setValue('f2');
            callback.call(this, value);
        }
        , 1000
    );
}
function f2(value){
    console.log(value);
}
function setValue(value) {
    return value;
}

let value;
f1(value, f2);

結果.png

這里的f2需要f1延時1s完成value的重新賦值后再打印value,比較簡單的處理就是把f2作為f1的回調函數。

這是歷史最悠久的方案

  • 優點:兼容性好
  • 缺點:當回調函數不斷嵌套時,代碼會橫向發展,形成“意大利面”(Italian noodles)代碼

Promise對象

隨著歷史的發展,在前端社區的某些庫中有人提出了Promise方案,后來這個方案也被寫入官方標準。本文不再談各種前端庫中Promise的實現,只談目前ES規范中的Promise
幾個要點:

  • Promise是一個原生對象,我們使用Promise對象是利用它的API。
  • Promise對象的異步操作有三種狀態:pending(進行中)、fulfilled(已成功)和rejected(已失敗)。回調函數只在fulfilled(已成功)和rejected(已失敗)狀態下觸發。
  • Promise對象的實例可以調用then方法指定不同狀態的回調函數(或catch方法注冊rejected(已失敗)狀態的回調函數)

使用Promise對象重新實現上文的例子:

let value;
function f1() {
    console.log('f1');
    const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(
            () => {
                let value = setValue('f2');
                if (!!value) {
                    resolve(value);
                } else {
                    reject('error');
                }
            }
            , 1000);
    });
    return promise;
}
function f2(value){
    console.log(value);
}
function setValue(value) {
    return value;
}

f1()
    .then(
        f2,
        (error) => console.log(error)
    );

結果.png

可以看到函數f1返回了一個Promise對象的實例,這個實例就具有.then/.catch等方法注冊回調函數。
再看一個使用Promise實現的AJAX封裝

function fetchRemote(url, method='GET', param=null) {
    const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
        let xhr = new XMLHttpRequest();
        xhr.open(method, url, true);
        xhr.setRequestHeader("Accept", "application/json");
        xhr.onreadystatechange = function() {
            if (xhr.readyState !== 4){
                return;
            }
            if (xhr.status === 200 || xhr.status === 304) {
                resolve(xhr.response);
            } else {
                reject(xhr.status);
            }
        };
        xhr.send(param);
    });
    return promise;
}

// 調用
fetchRemote(url)
    .then(
        (response) => {
            todo... 
        }
    )
    .catch(
        (error) => {
            todo...
        }
    )

這里提一個小細節: 請注意XMLHttpRequest對象的實例具有實例方法onreadystatechange(),實際上這是一個注冊回調函數的api,每一次XMLHttpRequest實例對象的readyState/status被改變時,回調函數都會被異步觸發

此外,Promise對象也提供了一些新API適應不同場景,例如.race/.all

    // Promise.race() 適用于等待多個promise第一個完成的場景
    Promise.race(task1, task2, task3...).then().catch();
    
    // Promise.all() 適用于等待多個promise同時完成的場景
    Promise.all(task1, task2, task3...).then().catch();

Generator函數

學習過Generator函數的同學應該知道,Generator函數最大的特點就是不會順序執行到底,遇到yield語句時會暫停,直到調用next方法才會繼續執行。顯然,這種特性很適合異步場景。
還是實現最初的小例子:

const setValue = value => value;
let value;
function* f1() {
    console.log('f1');
    yield new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(() => {
            value = setValue('f2');
            if (!!value) {
                resolve(value);
            } else {
                reject('error');
            }
        }, 1000);
    });
}
function f2 (value) {
    console.log(value);
}

let g = f1();
g.next().value
    .then(f2)
    .catch((error) => {console.error(error);});
結果.png

再看一個遠程請求的例子:

function* fetchData(url) {
    const data = yield fetch(url);
    yield handler(data);
} 

const g = fetchData('http://url/api');
g.next();
g.next();

可以看到,通過使用Generator函數的屬性,異步邏輯變得非常簡單,只需要在異步等待的函數處“暫停”即可。這種語法在redux-saga的庫中有很好的應用。

async函數

async函數顧名思義,就是為解決異步場景而生的。
async函數返回的是一個Promise對象,所以async函數返回的結果可以調用.then()/.catch()方法,本質上和promise對象用法類似,只是有了語法糖書寫更簡便。
還是這個熟悉的老例子:

const setValue = value => value;
let value;
function f1() {
    console.log('f1');
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(() => {
            value = setValue(null);
            if (!!value) {
                resolve(value);
            } else {
                reject('error');
            }
        }, 1000);
    });
}
function f2 (value) {
    console.log(value);
}

async function fn() {
    return await f1();
}
fn()
    .then(
        (value) => {console.log(value);}
    )
    .catch(
        (error) => console.error(error)
    );

結果.png

簡單解釋一下,asyncawait需要互相配合,await只能在async函數中使用,await等的是promise對象,如果await得到的不是promise對象則會把普通對象直接作為promisevalue并更新狀態為resolved
可以很明顯看出,一般情況下async函數不具有優勢,它的優勢在處理then鏈。
看個例子:

async function manycbs() {
    const arg1 = 'xxx';
    const arg2 = await step1(arg1);
    const arg3 = await step2(arg1, arg2);
    const result = await step3(arg1, arg2, arg3);
    console.log(result);
}

manycbs();

這樣就可以看出async函數可以把異步寫得像同步一樣。

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