21.前端基础-异步1

3.1 promise和 async await 区别

参考答案:

  • 概念
    Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大,简单地说,Promise好比容器,里面存放着一些未来才会执行完毕(异步)的事件的结果,而这些结果一旦生成是无法改变的

    async await也是异步编程的一种解决方案,他遵循的是Generator 函数的语法糖,他拥有内置执行器,不需要额外的调用直接会自动执行并输出结果,它返回的是一个Promise对象。

  • 两者的区别
    1. Promise的出现解决了传统callback函数导致的“地域回调”问题,但它的语法导致了它向纵向发展行成了一个回调链,遇到复杂的业务场景,这样的语法显然也是不美观的。而async await代码看起来会简洁些,使得异步代码看起来像同步代码,await的本质是可以提供等同于”同步效果“的等待异步返回能力的语法糖,只有这一句代码执行完,才会执行下一句。
    2. async await与Promise一样,是非阻塞的。
    3. async await是基于Promise实现的,可以说是改良版的Promise,它不能用于普通的回调函数。

3.2 defer和async区别

参考答案:

区别主要在于一个执行时间,defer会在文档解析完之后执行,并且多个defer会按照顺序执行,而async则是在js加载好之后就会执行,并且多个async,哪个加载好就执行哪个

解析:

在没有defer或者async的情况下:会立即执行脚本,所以通常建议把script放在body最后

<script src="script.js"></script>

async:有async的话,加载和渲染后续文档元素的过程将和 script.js 的加载与执行并行进行(异步)。
但是多个js文件的加载顺序不会按照书写顺序进行

<script async src="script.js"></script>

derer:有derer的话,加载后续文档元素的过程将和 script.js 的加载并行进行(异步),但是 script.js 的执行要在所有元素解析完成之后,DOMContentLoaded 事件触发之前完成,并且多个defer会按照顺序进行加载。

<script defer src="script.js"></script>

3.3. 同步和异步

参考答案:

同步

  • 指在 主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能继续执行下一个任务。
  • 也就是调用一旦开始,必须这个调用 返回结果(划重点——)才能继续往后执行。程序的执行顺序和任务排列顺序是一致的。

异步

  • 异步任务是指不进入主线程,而进入 任务队列的任务,只有任务队列通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程。
  • 每一个任务有一个或多个 回调函数。前一个任务结束后,不是执行后一个任务,而是执行回调函数,后一个任务则是不等前一个任务结束就执行。
  • 程序的执行顺序和任务的排列顺序是不一致的,异步的。
  • 我们常用的setTimeout和setInterval函数,Ajax都是异步操作。

3.4 实现异步的方法

参考答案:

回调函数(Callback)、事件监听、发布订阅、Promise/A+、生成器Generators/ yield、async/await

  1. JS 异步编程进化史:callback -> promise -> generator -> async + await

  2. async/await 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。

  3. async/await可以说是异步终极解决方案了。

    (1) async/await函数相对于Promise,优势体现在:

    • 处理 then 的调用链,能够更清晰准确的写出代码
    • 并且也能优雅地解决回调地狱问题。

    当然async/await函数也存在一些缺点,因为 await 将异步代码改造成了同步代码,如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低,代码没有依赖性的话,完全可以使用 Promise.all 的方式。

    (2) async/await函数对 Generator 函数的改进,体现在以下三点:

    • 内置执行器。 Generator 函数的执行必须靠执行器,所以才有了 co 函数库,而 async 函数自带执行器。也就是说,async 函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行
    • 更广的适用性。 co 函数库约定,yield 命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象,而 async 函数的 await 命令后面,可以跟 Promise 对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时等同于同步操作)
    • 更好的语义。 async 和 await,比起星号和 yield,语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作,await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

解析:

  1. 回调函数(Callback)

    回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子:

    ajax(url, () => {
        // 处理逻辑
    })

    但是回调函数有一个致命的弱点,就是容易写出回调地狱(Callback hell)。假设多个请求存在依赖性,你可能就会写出如下代码:

    ajax(url, () => {
        // 处理逻辑
        ajax(url1, () => {
            // 处理逻辑
            ajax(url2, () => {
                // 处理逻辑
            })
        })
    })

    回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合,使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误,不能直接 return。

  2. 事件监听

    这种方式下,异步任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生

    下面是两个函数f1和f2,编程的意图是f2必须等到f1执行完成,才能执行。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的jQuery的写法)

    f1.on('done', f2);

    上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写:

    function f1() {
      setTimeout(function () {
        // ...
        f1.trigger('done');
      }, 1000);
    }

    上面代码中,f1.trigger('done')表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。

    这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以"去耦合",有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。

  3. 发布订阅

    我们假定,存在一个"信号中心",某个任务执行完成,就向信号中心"发布"(publish)一个信号,其他任务可以向信号中心"订阅"(subscribe)这个信号,从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"(publish-subscribe pattern),又称"观察者模式"(observer pattern)。

    首先,f2向信号中心jQuery订阅done信号。

    jQuery.subscribe('done', f2);

    然后,f1进行如下改写:

    function f1() {
      setTimeout(function () {
        // ...
        jQuery.publish('done');
      }, 1000);
    }

    上面代码中,jQuery.publish('done')的意思是,f1执行完成后,向信号中心jQuery发布done信号,从而引发f2的执行。 f2完成执行后,可以取消订阅(unsubscribe)

    jQuery.unsubscribe('done', f2);

    这种方法的性质与“事件监听”类似,但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”,了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者,从而监控程序的运行。

  4. Promise/A+

    Promise本意是承诺,在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间?答案是异步操作,异步是指可能比较长时间才有结果的才做,例如网络请求、读取本地文件等

    4.1 Promise的三种状态

    • Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态
    • Fulfilled----可以理解为成功的状态
    • Rejected----可以理解为失败的状态

    这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了,比如说一旦状态变为 resolved 后,就不能 再次改变为Fulfilled

    let p = new Promise((resolve, reject) => {
      reject('reject')
      resolve('success')//无效代码不会执行
    })
    p.then(
      value => {
        console.log(value)
      },
      reason => {
        console.log(reason)//reject
      }
    )

    当我们在构造 Promise 的时候,构造函数内部的代码是立即执行的

    new Promise((resolve, reject) => {
      console.log('new Promise')
      resolve('success')
    })
    console.log('end')
    // new Promise => end

4.2 promise的链式调用

  • 每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)

  • 如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调

  • 如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调

  • 在 then中使用了return,那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1,2)

  • then中可以不传递参数,如果不传递会透到下一个then中(见例3)

  • catch 会捕获到没有捕获的异常

    接下来我们看几个例子:

    // 例1
    Promise.resolve(1)
    .then(res => {
      console.log(res)
      return 2 //包装成 Promise.resolve(2)
    })
    .catch(err => 3)
    .then(res => console.log(res))
    复制代码
    // 例2
    Promise.resolve(1)
    .then(x => x + 1)
    .then(x => {
      throw new Error('My Error')
    })
    .catch(() => 1)
    .then(x => x + 1)
    .then(x => console.log(x)) //2
    .catch(console.error)
    复制代码
    // 例3
    let fs = require('fs')
    function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
        if (err) reject(err)
        resolve(data)
      })
    })
    }
    read('./name.txt')
    .then(function(data) {
      throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调
    }) //由于下一个then没有失败回调,就会继续往下找,如果都没有,就会被catch捕获到
    .then(function(data) {
      console.log('data')
    })
    .then()
    .then(null, function(err) {
      console.log('then', err)// then error
    })
    .catch(function(err) {
      console.log('error')
    })

    Promise不仅能够捕获错误,而且也很好地解决了回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码:

    ajax(url)
    .then(res => {
        console.log(res)
        return ajax(url1)
    }).then(res => {
        console.log(res)
        return ajax(url2)
    }).then(res => console.log(res))

    它也是存在一些缺点的,比如无法取消 Promise,错误需要通过回调函数捕获。

  1. 生成器Generators/ yield

    Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同,Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。

    • 语法上,首先可以把它理解成,Generator 函数是一个状态机,封装了多个内部状态。

    • Generator 函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数

    • 可暂停函数, yield可暂停,next方法可启动,每次返回的是yield后的表达式结果

    • yield表达式本身没有返回值,或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数,该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值

      我们先来看个例子:

    function *foo(x) {
      let y = 2 * (yield (x + 1))
      let z = yield (y / 3)
      return (x + y + z)
    }
    let it = foo(5)
    console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false}
    console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}
    console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

    可能结果跟你想象不一致,接下来我们逐行代码分析:

    • 首先 Generator 函数调用和普通函数不同,它会返回一个迭代器

    • 当执行第一次 next 时,传参会被忽略,并且函数暂停在 yield (x + 1) 处,所以返回 5 + 1 = 6

    • 当执行第二次 next 时,传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值,如果你不传参,yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 * 12,所以第二个 yield 等于 2 * 12 / 3 = 8

    • 当执行第三次 next 时,传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值,所以 z = 13, x = 5, y = 24,相加等于 42

      我们再来看个例子:有三个本地文件,分别1.txt,2.txt和3.txt,内容都只有一句话,下一个请求依赖上一个请求的结果,想通过Generator函数依次调用三个文件

      1.txt
      //1.txt文件
      2.txt
      //2.txt文件
      3.txt
      //3.txt文件
      let fs = require('fs')
      function read(file) {
        return new Promise(function(resolve, reject) {
          fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
            if (err) reject(err)
            resolve(data)
          })
        })
      }
      function* r() {
        let r1 = yield read('./1.txt')
        let r2 = yield read(r1)
        let r3 = yield read(r2)
        console.log(r1)
        console.log(r2)
        console.log(r3)
      }
      let it = r()
      let { value, done } = it.next()
      value.then(function(data) { // value是个promise
        console.log(data) //data=>2.txt
        let { value, done } = it.next(data)
        value.then(function(data) {
          console.log(data) //data=>3.txt
          let { value, done } = it.next(data)
          value.then(function(data) {
            console.log(data) //data=>结束
          })
        })
      })

    从上例中我们看出手动迭代Generator 函数很麻烦,实现逻辑有点绕,而实际开发一般会配合 co 库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具,借助于Promise,你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码

    安装co库只需:npm install co

    上面例子只需两句话就可以轻松实现

    function* r() {
      let r1 = yield read('./1.txt')
      let r2 = yield read(r1)
      let r3 = yield read(r2)
      console.log(r1)
      console.log(r2)
      console.log(r3)
    }
    let co = require('co')
    co(r()).then(function(data) {
      console.log(data)
    })
    // 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined

    我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码:

    function *fetch() {
        yield ajax(url, () => {})
        yield ajax(url1, () => {})
        yield ajax(url2, () => {})
    }
    let it = fetch()
    let result1 = it.next()
    let result2 = it.next()
    let result3 = it.next()
  1. async/await

    5.1 Async/Await简介

    ​ 使用async/await,你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点:

    ​ 1. async/await是基于Promise实现的,它不能用于普通的回调函数。

    ​ 2. async/await与Promise一样,是非阻塞的。

      3. async/await使得异步代码看起来像同步代码,这正是它的魔力所在。

    一个函数如果加上 async ,那么该函数就会返回一个 Promise

    async function async1() {
      return "1"
    }
    console.log(async1()) // -> Promise {<resolved>: "1"}

    Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法,只需几句话便可实现

    let fs = require('fs')
    function read(file) {
      return new Promise(function(resolve, reject) {
        fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
          if (err) reject(err)
          resolve(data)
        })
      })
    }
    async function readResult(params) {
      try {
        let p1 = await read(params, 'utf8')//await后面跟的是一个Promise实例
        let p2 = await read(p1, 'utf8')
        let p3 = await read(p2, 'utf8')
        console.log('p1', p1)
        console.log('p2', p2)
        console.log('p3', p3)
        return p3
      } catch (error) {
        console.log(error)
      }
    }
    readResult('1.txt').then( // async函数返回的也是个promise
      data => {
        console.log(data)
      },
      err => console.log(err)
    )
    // p1 2.txt
    // p2 3.txt
    // p3 结束
    // 结束

5.2 Async/Await并发请求

如果请求两个文件,毫无关系,可以通过并发请求

   let fs = require('fs')
   function read(file) {
     return new Promise(function(resolve, reject) {
       fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
         if (err) reject(err)
         resolve(data)
       })
     })
   }
   function readAll() {
     read1()
     read2()//这个函数同步执行
   }
   async function read1() {
     let r = await read('1.txt','utf8')
     console.log(r)
   }
   async function read2() {
     let r = await read('2.txt','utf8')
     console.log(r)
   }
   readAll() // 2.txt 3.txt
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