JS异步解决方案

前言

异步最早的解决方案是回调函数，如ajax，事件的回调，setInterval/setTimeout中的回调。但是回调函数有回调地狱的问题;

为了解决回调地狱的问题，社区提出了Promise解决方案，ES6将其写进了语言标准。Promise一定程度上解决了回调地狱的问题，但是Promise也存在一些问题，如错误不能被try catch，而且使用Promise的链式调用，其实并没有从根本上解决回调地狱的问题，只是换了一种写法。

ES6中引入 Generator 函数，Generator是一种异步编程解决方案，Generator 函数是协程在 ES6 的实现，最大特点就是可以交出函数的执行权，Generator 函数可以看出是异步任务的容器，需要暂停的地方，都用yield语句注明。但是 Generator 使用起来较为复杂。

ES7又提出了新的异步解决方案:async/await，async是 Generator 函数的语法糖，async/await 使得异步代码看起来像同步代码，异步编程发展的目标就是让异步逻辑的代码看起来像同步一样。

同步和异步

　　关于同步和异步的概念，这里给出阮一峰老师的文章参考。其中也不乏一些异步的解决办法例子，如《js异步编程的4种方法》，《异步操作概述》。

异步解决方案

　　回调函数

 // node读取文件
 fs.readFile('url', 'utf-8', function(err, data) {
   // code
 });

　　使用的场景有：ajax请求，事件回调函数，Node API，定时器等。

　　 优点： 简单。 缺点： 异步回调嵌套会导致代码难以维护，并且不方便统一处理错误，不能 try，catch 和存在回调地狱问题。

// 回调地狱问题，以读取A文本内容，再根据A文本内容读取B再根据B的内容读取C..为例
fs.readFile('A', 'utf-8', function(err, data) {
    fs.readFile('B', 'utf-8', function(err, data) {
        fs.readFile('C', 'utf-8', function(err, data) {
            fs.readFile('D', 'utf-8', function(err, data) {
                // code
            });
        });
    });
});

Promise

　　Promise 一定程度上解决了回调地狱的问题，Promise 最早由社区提出和实现，ES6 将其写进了语言标准，统一了用法，原生提供了Promise对象。《ECMAScript 6 入门》

　　我们来观察一下Promise是如何解决回调地狱问题的。

function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
       fs.readFile(url, 'utf-8', function(err, data) {
           if (err)  reject(err);
           resolve(data);
       });
  });
}
read('A').then(data => {
    return read('B');
}).then(data => {
    return read('C');
}).then(data => {
    return read('D');
}).catch(err => {
    console.log(err);
});

　　  promise的优点： 1.一旦状态改变，就不会再变，任何时候都可以得到这个结果。2.可以将异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数

promise的缺点：1.无法取消 Promise。 2.当处于pending状态时，无法得知目前进展到哪一个阶段。 3.错误不能被 trycatch

这里举一个在promise之前，读取A,B,C三个文件内容，都读取成功后，再输出最终的结果例子。依赖于发布订阅模式

let pubsup = {
  arry: [],
  emit: function() {
    this.arry.forEach(fn => fn());
  },
  on: function(fn) {
     this.arry.push(fn);
  }
};
let data = [];
pubsub.on(() => {
  if (data.length == 3) {
    console.log(data);
  }
});
fs.readFile('A', 'utf-8', function(err, data) {
  data.push(data);
  pubsup.emit();
});
fs.readFile('B', 'utf-8', function(err, data) {
  data.push(data);
  pubsup.emit();
});
fs.readFile('C', 'utf-8', function(err, data) {
  data.push(data);
  pubsup.emit();
});

顺便提一下朴灵的深入浅出nodejs里面介绍不同场景下异步获取数据进行操作的实践，非常值得看。

Promise给我们提供了 Promise.all 的方法，对于这个需求，我们可以使用 Promise.all 来实现。

/**
 * 将 fs.readFile 包装成promise接口
 */
function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(url, 'utf-8', function(err, data) {
       if (err) reject(err);
       resolve(data);
    });
  });
}
/**
 *  Promise.all 可以实现多个异步并行执行，同一时刻获取最终结果的问题
 */
Promise.all([
  read(A),
  read(B),
  read(C)
]).then(data => {
  console.log(data);
}).catch(err => console.log(err));

Generator

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，整个 Generator 函数就是一个封装的异步任务，或者说是异步任务的容器。异步操作需要暂停的地方，都用 yield 语句注明。

Generator 函数一般配合 yield 或 Promise 使用。Generator函数返回的是迭代器。对生成器和迭代器不了解的同学参考下阮一峰的ES6入门

function* generator() {
  let a = yield 111;
  console.log(a);
  let b = yield 222;
  console.log(b);
  let c = yield 333;
  console.log(c);
  let d = yield 444;
  console.log(d);
}
let t = generator();
// 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
t.next(1); // 第一次调用next函数时，传递的参数无效
t.next(2); // 输出2
t.next(3); //
t.next(4); //
t.next(5); //

仍然以上文的 readFile (先读取A文本内容，再根据A文本内容读取B再根据B的内容读取C)为例，使用 Generator + co库来实现:

const fs = require('fs');
const co = require('co');
const bluebird = require('bluebird');
const readFile = bluebird.promiseify(fs.readFile);
function* read() {
  yield readFile('A', 'utf-8');
  yield readFile('B', 'utf-8');
  yield readFile('C', 'utf-8');
}
co(read()).then(data => {
  // code
}).catch(err => {
 // code
});

await/async

ES7中引入了 async/await 概念。async 其实是一个语法糖，它的实现就是将 Generator函数和自动执行器（co），包装在一个函数中。

async/await 的优点是代码清晰，不用像 Promise 写很多 then 链，就可以处理回调地狱的问题。并且错误可以被try catch。

仍然以上文的readFile (先读取A文本内容，再根据A文本内容读取B再根据B的内容读取C) 为例，使用 async/await 来实现:

const fs = require('fs');
const co = require('co');
const bluebird = require('bluebird');
const readFile = bluebird.promiseify(fs.readFile);
async function read() {
  await readFile('A', 'utf-8');
  await readFile('B', 'utf-8');
  await readFile('C', 'utf-8');
}
co(read()).then(data => {
  // code
}).catch(err => {
 // code
});

　　我们用async/await来实现同样的效果。

function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
      fs.readFile(url, 'utf-8', function(err, data) {
          if (err) reject(err);
          resolve(data);
      })
  });
}
async function readAsync() {
  const data = await Promise.all([
      read(A),
      read(B),
      read(C)
  ]);
  return data;
}
readSync().then(data => {
  console.log(data);
})

所以JS的异步发展史，可以认为是从 callback -> promise -> generator -> async/await。async/await 使得异步代码看起来像同步代码，异步编程发展的目标就是让异步逻辑的代码看起来像同步一样