异步

何为异步?

简单来说就是一个任务分成多个步骤执行,先执行某一段任务,跳出转而执行其他任务, 等下一段任务准备完成后, 转而回来执行下一段任务

像这种类型, 把一个任务分解成多段任务 不连续 执行, 就叫做异步, 连续执行的则叫做同步

如何使得异步 看起来像是同步编程 ? 有如下几种方法

回调函数

通过拆解一个任务, 分成多段,把第二段任务单独写在第二个函数内,等到需要执行这个任务时, 直接调用这个函数

node.js中常用的就是如此方法。

    fs.readFile('某个文件', function (err, data) {
        if (err) throw err;
        console.log(data);
    });

这是一个错误优先的回调函数(error-first callbacks),这也是Node.js本身的特点之一。 类似golang中的err 错误处理

带来的问题:
  • 多层嵌套问题

回调带来一些问题, 第一个就是多层嵌套问题, 当一个问题很复杂, 多段不连续, 就会出现地狱嵌套问题

fs.readFile('某个文件', function (err, data) {
    if (err) throw err;
    fs.writeFile('某个文件',data, function (err, data) {
        if (err) throw err;
            fs.readFile('某个文件', function (err, data) {
                if (err) throw err;
                console.log("写入的是:",data)
        });
    });
});

异常处理

无法使用try{}catch(){} 捕获错误
列子:

    try{
        setTimeout(()=>{
            callback()
            throw new Error('抛出错误')
        },1000)
    }.catch(err){
        console.log('看看是否走到了这里')
    }

上面的代码是无法走到catch内部的, 由于try{}catch 只能捕获当前任务循环内的任务抛出错误, 而这个回调被存放起来, 直到下一个事件环的时候才会取出, try{}catch实在无能为力

在node中,已约定回调的第一个参数是抛出的异常。只是用另外的方式来捕获错误。
伪代码

    let func = function(callback){
        try{
                setTimeout(()=>{
                if(success){
                    callback(null)
                }else{
                    callback(new Error('错误'))
                }
            },1000)
        }catch(e){
            console.log('捕获错误',e);
        }
        
    }

事件监听

通常在前端操作的一般是通过addeventLisener监听各种事件,比如键盘事件 鼠标事件等等,

    document.addeventListener('click',function(e){
        console.log(e.target)
    },false)

事件发布订阅

通常把需要执行的任务先暂存起来, 等达到条件或者发布的时候一一拿出来执行

  • 伪代码
class Task{
    construct(){
        this.tasks = {}
    }
    publish(event){
        this.tasks[event].forEach(fn=>fn())
    }
    subscribe(event,eventTask){
        this.tasks[event] =   this.tasks[event] ?  this.tasks[event] : []
        this.tasks[event].push(eventTask)
    }
}
let task = new Task()
task.subscribe('eat',function(){console.log('吃午饭')})
task.subscribe('eat',function(){console.log('吃晚饭')})
task.publish('eat')
  • Promise/Deferred模式

    • 生成器Generators/ yield

      • 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,这是向 Generator 函数体内输入数据
    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 }

yield具体查看mdn文档

yield是一个表达式, 后面紧跟着的表达式是next()的返回结果的value,而如果想给yield传递参数,比如a=yield 1,给a传递值 则要next(value))

// 例子: 
 function* foo () {
        a = yield 1
        console.log(a) // 10
    }
    var bar =  foo(); // 返回的其实是一个迭代器
    console.log(bar.next());  // { value: 1, done: false }
    console.log(bar.next(10));   // { value: undefined, done: true }

可以理解为yield有两步操作,第一个next弹出值,第二个next接收值并且执行一下段语句,直到下一个yield弹出值为止

利用yield转换多维数组
function* iterArr(arr) {            //迭代器返回一个迭代器对象
  if (Array.isArray(arr)) {         // 内节点
      for(let i=0; i < arr.length; i++) {
          yield* iterArr(arr[i]);   // (*)递归
      }
  } else {                          // 离开     
      yield arr;
  }
}

var arr = [ 'a', ['b',[ 'c', ['d', 'e']]]];
var gen = iterArr(arr);
arr = [...gen];   
利用yield解决异步问题
function* main(){
    try{
        let result = yield foo()
        console.log(result)
    }catch(e){ 
        console.log(e)
    }
  
}
let it = main()

function foo(params,url){
    $.ajax('www.baidu.com',
    function(err,data){
        if(err){
            it.throw(err)
        }else{
            it.next(data)
        }
    }
}

it.next()  // {value:undefind,done:false}

promise

Promise 对象用于表示一个异步操作的最终完成 (或失败), 及其结果值.
他有三个状态 分别是pending resolved 以及rejected
一旦发生状态改变, 就不可再更改了 每次then都另外创建一个promise对象

    //  伪代码
    class Promise{
        construct(executor){
            let self = this
            // 一个 Promise有以下几种状态:
            // pending: 初始状态,既不是成功,也不是失败状态。
            // fulfilled: 意味着操作成功完成。
            // rejected: 意味着操作失败。
            this.status = 'pending' 
            this.res = undefined   // 存成功之后的值
            this.err = undefined   // 存失败之后的值
            this.onFulfilledCallback = []
            this.onRejectedCallback = []
            function resolve(res){
                if(self.status === 'pending'){
                    self.status = 'resolved'
                    self.res = res 
                    onFulfilledCallback.forEach(fn=>fn())
                }
            }
            function reject(err){
                if(self.status === 'pending'){
                    self.status = 'rejected'
                    self.err = err 
                    onRejectedCallback.forEach(fn=>fn())
                }
            }
            // executor是带有 resolve 和 reject 两个参数的函数 。Promise构造函数执行时立即调用executor 函数, resolve 和 reject 两个函数作为参数传递给executor(executor 函数在Promise构造函数返回所建promise实例对象前被调用)。resolve 和 reject 函数被调用时,分别将promise的状态改为fulfilled(完成)或rejected(失败)。executor 内部通常会执行一些异步操作,一旦异步操作执行完毕(可能成功/失败),要么调用resolve函数来将promise状态改成fulfilled,要么调用reject 函数将promise的状态改为rejected。如果在executor函数中抛出一个错误,那么该promise 状态为rejected。executor函数的返回值被忽略。
            executor(resolve,reject)
        }
        then(onFulfilled,onRejected){
            let self = this
            return new Promise((resolve,reject)=>{
                if(self.status === 'resolved'){
                    let x = onFulfilled(self.res)   // 拿到onFulfilled的执行结果  注意:这里执行的是Promise.resolve() 同步代码
                    // 然后把x传递给下一个then
                    resolve(x)
                }
                 if(self.status === 'rejected'){
                    let x = onRejected(self.res)   // 拿到onFulfilled的执行结果  注意:这里执行的是Promise.resolve() 同步代码
                    // 然后把x传递给下一个then
                    reject(x)
                }
                if(self.status === 'pending'){
                    self.onFulfilledCallback.push(function(){
                        let x = onFulfilled(self.res)  // 这里的self.res 是上一个new Promise上的值 此时的onFUlfilled 相当于 fn(){let x = onFulfilled}  
                        resolve(x)
                    })
                    self.onRejectedCallback.push(function(){
                        let x = onRejected(self.res)  // 这里的self.res 是上一个new Promise上的值 此时的onFUlfilled 相当于 fn(){let x = onFulfilled}  
                        reject(x)
                    })
                }
            })
        }
    }
使用promise
function request(){
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        setTimeout(()=>{
            resolve({data:'获得数据'})
        },1000)
    })
}
request().then(data=>{
    console.log(data)
})

链接:Promise

yield 配合Promise
function foo(x,y) {
    return request(
        "http://some.url.1/?x=" + x + "&y=" + y
    );
} 
function *main() {
    try {
        var text = yield foo( 11, 31 );
        console.log( text );
    }
    catch (err) {
        console.error( err );
    }
} 
let it = main()
it.next()

var text = yield foo( 11, 31 )跟async await 是不是很像?

编写一个生成器

生成器可以 yield 一个 promise,然后这个 promise 可以被绑定,用其完成值来恢复这个生成器的运行。

//  伪代码
function run(gen){  // 参数是一个gen函数
    let it = gen.apply(this)
    return Promise.resolve().then((value)=>{
        let next = it.next(value)
        
        return (function nextHandle(next){
            if(next.done === true){
                return next.value
            }else{
                return Promise.resolve(next.value).then(nextHandle)  // 递归
            }
        })(next)
    })

}

function* main(){
    function *main() {
        try {
            var text = yield foo( 11, 31 );
            console.log( text );
        }
        catch (err) {
            console.error( err );
        }
    } 
}

run(main).then((data)=>{
    // do something
}) 

AsyncFunction

AsyncFunction 构造函数用来创建新的 异步函数 对象,JavaScript 中每个异步函数都是 AsyncFunction 的对象。

注意,AsyncFunction 并不是一个全局对象,需要通过下面的方法来获取

Object.getPrototypeOf(async function(){}).constructor

语法:new AsyncFunction([arg1[, arg2[, ...argN]],] functionBody)

var AsyncFunction = Object.getPrototypeOf(async function(){}).constructor;
var a = new AsyncFunction('a', 
                          'b',
                          'return await resolveAfter2Seconds(a) + await resolveAfter2Seconds(b);');
a(10, 20).then(v => {
  console.log(v); // 4 秒后打印 30
});

但是上面这种方式不高效 因为通过字面量创建的异步函数是与其他代码一起被解释器解析的,而new这种方式的函数体是单独解析的。

通过字面量创建
    async a(a,b){
        return await resolveAfter2Seconds(a) + await resolveAfter2Seconds(b)
    }

await 表达式会暂停当前 async function 的执行,等待 Promise 处理完成。若 Promise 正常处理(fulfilled),其回调的resolve函数参数作为 await 表达式的值,继续执行 async function。

若 Promise 处理异常(rejected),await 表达式会把 Promise 的异常原因抛出。

另外,如果 await 操作符后的表达式的值不是一个 Promise,则返回该值本身。

function resolveAfter2Seconds(x) {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve(x);
    }, 2000);
  });
}

async function f1() {
  var x = await resolveAfter2Seconds(10);
  console.log(x); // 10
}
f1();

槐破梦
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学习三问: