JS的异步世界

前言

JS的异步由来已久，各种异步概念也早早堆在开发者面前。可现实代码中，仍然充斥了各种因异步顺序处理不当的bug，或因不好好思考，或因不了解真相。今天，就特来再次好好探索一番JS的异步世界。

01 异步的由来--单线程

上世纪末，互联网仍处于极慢速时代，穿梭于客户端与服务端的请求，对于时间的耗费是如此的奢侈。而即将面世的LiveScript，便被网景公司考虑同时在浏览器和服务端使用，在浏览器端对表单进行校验，从而提高表单提交效率。为了将这一脚本语言推向市场，网景与sun联合开发，最终以Java冠名为JavaScript。

刚面世的JavaScript，是为网页设计人员准备的，不需要太复杂的语言设计，能简单上手，自然就是最好的。

于是，单线程，弱类型，一开始就成为了JavaScript的基因。而其中的单线程，便是最戏剧性的存在，Ryan Dahl因为JavaScript是单线程语言，从而选择了js开发了轻量级服务器（nodejs），使得js从浏览器端延伸到服务器。随着JS开发队伍和程序复杂度的同步发展，异步处理成为了JS程序的重中之重。

02 JS是一个充满异步的世界

先来导入几个异步的常见场景

dom用户输入响应

ducument.addEventListener('click', function(){})

Ajax

$.ajax(<url>, function() {})

定时/延时

setTimeout(function() {}, 1000)
setInterval(function() {}, 1000)

文件读取

var reader = new FileReader();
reader.readAsDataURL(file);
reader.onload = function() {}

以上的场景基本有个共同特性，耗时！

举个栗子，我们去银行取钱，当人很多时，如果还是排队模式，会耗费很多时间（同步模式）。于是设立了取号机，取了号，不用排队，在一旁坐着，安心打开电脑写个文档，等叫号后再去办业务（异步模式）。

同理，由于单线程的特性，当JS应用越来越复杂，耗时的程序如果以同步来进行，就会阻塞js的单线程，如大水冲过狭窄的河道，势必决堤。那JS是怎么开拓导流渠道的呢？其实在js的单线程（主线程）背后，规律的运行了很多线程：

1. dom事件处理线程
2. http请求线程
3. 定时器线程
4. ...

这些线程就充当了JS大江的小河道，当短时有大流量时，接纳吸收，将过滤处理后的正常水流，再汇入JS主干道。

与其说JS是单线程，不如说JS是有着自动化多线程处理的主线程。无需手动编码介入新开线程，切换线程，消息同步等冗繁的处理。专用线程会接管相关任务，并将处理结果送回主线程进行顺序处理。

说到这里稍微提一下web worker，虽然是自定义的多线程，最终还是子线程地位，仍旧将处理完成的结果以回调函数方式汇入到主线程进行异步处理。

03 异步处理一般流程

先看以下代码，异步模式开始了

var img = new Image()
var imgLoadCallback = function() {}
img.src = 'http://????'
img.onload = callback

“http君，麻烦帮取一个图片数据，好了后交给imgLoadCallback君。” — js主线程老大
“任务收到，您先忙，图片请求交给我了，好了之后我叫imgLoadCallback君到休息室排队，您空了通知下 Event Loop巡检官。” — http请求线程

img.src = 'http://????'
img.onload = imgLoadCallback

“图片已取到，imgLoadCallback君去休息室排队等候吧！” — http请求线程

imgLoadCallback入栈JS任务队列

“刚好忙完手上的事情了，Event Loop君，帮看下休息室有没有人排队” — JS主线程老大
“老大，已把等候者imgLoadCallback叫过来处理任务” — Event Loop巡检官

执行imgLoadCallback

“事情都交给合适的人去办了，突然就清闲下来了，老大就是要这样当啊，嘿嘿嘿… Event Loop君，定时看下休息室有没有人排队吧… ” — JS主线程老大

JS主线程通过Event Loop读取任务队列

讲完故事，再来看这张异步示意图，是否能理解了？

 

 

 

04 回调处理工具的进化

从前面的篇章已经能看出来了，异步处理的结果是通过回调放置到任务队列转接到主线程中的。

北京猿人刀跟火种，这么写异步回调，看上去也能令人接受。

$.ajax(
    url: '自家香蕉树林',
    data: {
        picker: '猴子A'
    },
    success: function(data) {
        $.ajax(
            url: '隔壁老孙家桃林',
            data: {
                exchanges: data.香蕉,
                buyer: '猴子A'
            },
            success: function(data) {
                console.log('向本猴王进贡', data.桃子)
            }
        )
    }
)

进化成人类后交易过程变的复杂了，于是就变成回调地狱，传说中的callback hell

$.ajax(
    url: '自家香蕉树林',
    data: {
        picker: '老王'
    },
    success: function(data) {
        $.ajax(
            url: '集市贩卖',
            data: {
                goods: data.香蕉,
                seller: '老王'
            },
            success: function(data) {
                $.ajax(
                    url: '隔壁老李桃子铺',
                    data: {
                        exchanges: data.钱,
                        buyer: '老王'
                    },
                    success: function(data) {
                        console.log('向本王进贡', data.桃子)
                    }
                )
            }
        )
    }
)

于是发明了铁器promise，解决回调地狱之痛

$.ajax(
    url: '自家香蕉树林',
    data: {
        picker: '老王'
    }
)
.then(function(data) {
    return $.ajax(
        url: '集市贩卖',
        data: {
            goods: data.香蕉,
            seller: '老王'
        }
    )
})
.then(function(data) {
    return $.ajax(
        url: '隔壁老李桃子铺',
        data: {
            exchanges: data.钱,
            buyer: '老王'
        }
    )
})
.then(function(data) {
    console.log('向本王进贡', data.桃子)
})

关于promise的升级版async、await，本篇不多说了，理念上基本一致。

继续...

这下一次命令，只会来供给本王一次桃子，每次都要发令，好麻烦，得下个令让老王每天去卖香蕉买桃子，给我月供100个，于是就发生了以下的故事

var contributeTime;
setInterval(function(){
    $.ajax(
        url: '自家香蕉树林',
        data: {
            picker: '老王'
        }
    )
    .then(function(data) {
        return $.ajax(
            url: '集市贩卖',
            data: {
                goods: data.香蕉,
                seller: '老王'
            }
        )
    })
    .then(function(data) {
        return $.ajax(
            url: '隔壁老李桃子铺',
            data: {
                exchanges: data.钱,
                buyer: '老王'
            }
        )
    })
    .then(function(data) {
        var currentTime = new Date().getTime();
        if (!contributeTime || (currentTime - contributeTime > '月')) {
            console.log('向本王进贡', [data.桃子,…]); //length=100
            currentTime = contributeTime;
        }
    })
}, '天')

这过程，好像也太不优雅了点。

ReactX的JS版，RxJs来了，将异步看作为单点，将其扩展了时间线，作为流来处理。所以对于一次又一次的进贡，都可进行时序管理，于是整个过程变成这样：

import { ajax } from 'rxjs/ajax'; //此处特别写引入，目的为不与jquery.ajax混淆
import { interval } from 'rxjs';
const ob = interval('天');
const peachPay = ob
    .pipe(switchMap(x => ajax.post('自家香蕉树林', {picker: '老王'})))
    .pipe(switchMap(data => ajax.post('集市贩卖', {seller: '老王', goods: data.香蕉})))
    .pipe(switchMap(data => ajax.post('隔壁老李桃子铺', {buyer: '老王', exchanges: data.钱})))
    .pipe(throttle(data => interval('月')))
    .subscribe(data => console.log(`每月收到月供:${data.桃子.length}个${data.桃子}`));

整个过程顺着管道不断变换处理，就是一条全自动流水线！然鹅，然鹅，并一定每月就能供出100个桃子啊，万一遇到农灾，或者经济萧条…

以上例子仅提供思路，且读且珍重！

05 比工具更重要的，是理解

前端开发中，诸多剪不断理还乱的偶现bug来源于异步处理的顺序混乱。即便是异步处理工具越来越先进，由于代码层面的顺序和真实执行顺序的不一致，也还是容易一不小心犯错误。

异步处理工具不是万能的，还是需不断将异步原理内化入思维模式中，种码的时候，就需清晰的知道该段代码会什么时候结出果实。

再注：以上代码未经运行验证，仅示意流程与思路。望各路大神多多包涵！如有思路上都提供错误的，求板砖~

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