Generator和Async

引言

接触过Ajax请求的会遇到过异步调用的问题，为了保证调用顺序的正确性，一般我们会在回调函数中调用，也有用到一些新的解决方案如Promise相关的技术。

在异步编程中，还有一种常用的解决方案，它就是Generator生成器函数。顾名思义，它是一个生成器，它也是一个状态机，内部拥有值及相关的状态，生成器返回一个迭代器Iterator对象，我们可以通过这个迭代器，手动地遍历相关的值、状态，保证正确的执行顺序。

Iterator接口

什么是Iterator接口

遍历器（Iterator）就是这样一种机制。它是一种接口，为各种不同的数据结构提供统一的访问机制。任何数据结构只要部署Iterator接口，就可以完成遍历操作（即依次处理该数据结构的所有成员）。

Iterator的作用

为各种数据结构，提供一个统一的、简便的访问接口
使得数据结构的成员能够按某种次序排列
ES6 创造了一种新的遍历命令for...of循环，Iterator接口主要供for...of消费。

Iterator实现

function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function() {
      return nextIndex < array.length ?
        {value: array[nextIndex++], done: false} :
        {value: undefined, done: true};
    }
  };
}

var it = makeIterator(['a', 'b']);

it.next() // { value: "a", done: false }
it.next() // { value: "b", done: false }
it.next() // { value: undefined, done: true }

原生具备Iterator接口的数据结构

Array
Map
Set
String
TypedArray
函数的 arguments 对象
NodeList 对象

查看一下Map下面的所挂载的Iterator。

let map = new Map();
console.log(map.__proto__);

输出结果：

clear:ƒ clear()
constructor:ƒ Map()
delete:ƒ delete()
entries:ƒ entries()
forEach:ƒ forEach()
get:ƒ ()
has:ƒ has()
keys:ƒ keys()
set:ƒ ()
size:(...)
values:ƒ values()
Symbol(Symbol.iterator):ƒ entries()
Symbol(Symbol.toStringTag):"Map"
get size:ƒ size()
__proto__:Object

如何为Object部署一个Iterator接口

function iteratorObject(obj){
    let keys = Object.keys(obj);
    let index = -1;
    return {
        next(){
            index++;
            return index<keys.length?{
                value:obj[keys[index]],
                key:keys[index],
                done:false
            }:{
                value:undefined,
                key:undefined,
                done:true
            }
        }
    }
}
let obj =  {a:1,b:2,c:3};
let iter = iteratorObject(obj);
console.log(iter.next());
// {value: 1, key: "a", done: false}
console.log(iter.next());
// {value: 2, key: "b", done: false}
console.log(iter.next());
// {value: 3, key: "c", done: false}
console.log(iter.next());
// {value: undefined, key: undefined, done: true}

通过上面的方法可以简单的为Object部署了一个Iterator接口。

Generator函数

Generator是ES6的新特性，通过yield关键字，可以让函数的执行流挂起,那么便为改变执行流程提供了可能。

Generator语法

dome：

function * greneratorDome(){
    yield "Hello";
    yield "World";
    return "ending";
}
let grenDome = greneratorDome();
console.log(grenDome)

上面的代码中定义了一个Generator函数，获取到了函数返回的对象。下面是其输出结果。

原型链：

greneratorDome {<suspended>}
__proto__:Generator
    __proto__:Generator
    constructor:GeneratorFunction {prototype: Generator, constructor: ƒ, Symbol(Symbol.toStringTag): "GeneratorFunction"}
    next:ƒ next()
    return:ƒ return()
    throw:ƒ throw()
    Symbol(Symbol.toStringTag):"Generator"
    __proto__:Object
[[GeneratorStatus]]:"suspended"
[[GeneratorFunction]]:ƒ* greneratorDome()
[[GeneratorReceiver]]:Window
[[GeneratorLocation]]:test.html:43
[[Scopes]]:Scopes[3]

通过上面的输出结果可以看的出来，沿着原型链向上查找就存在一个next方法，这个方法与Iterator接口返回的结果是大同小异的。

继续延续dome代码，并使用next方法向下执行。

function * greneratorDome(){
    yield "Hello";
    yield "World";
    return "Ending";
}
let grenDome = greneratorDome();
console.log(grenDome.next());
// {value: "Hello", done: false}
console.log(grenDome.next());
// {value: "World", done: false}
console.log(grenDome.next());
// {value: "Ending", done: true}
console.log(grenDome.next());
// {value: undefined, done: true}

在最开始的地方有提到过Generator函数,最后返回的是一个Iterator对象,这也就不难理解了。

异步的Generator

dome

function a (){
    setTimeout(() => {
        alert("我是后弹出");
    },1000)
}
function b (){
    alsert("我是先弹出");
}
function * grenDome (){
    yield a();
    yield b();
}
let gren = grenDome();
gren.next();
gren.next();
// 输出结果
// 我是先弹出
// 我是后弹出

结合Promise

function a (){
    return new Promise((resolve,reject) => {
        setTimeOut(() => {
            console.log(1)
            resolve("a");
        })
    })
}
function b (){
    return new Promise((resolve,reject) => {
         console.log(2)
        resolve("b");
    })
}
function * grenDome (){
    yield a();
    yield b();
    return new Promise((resolve,reject) => {
        resolve("grenDome内部")
    })
}
let gren = grenDome();

// console.log(gren.next())
// {value: Promise, done: false}
// console.log(gren.next())
// {value: Promise, done: false}
// console.log(gren.next())
// {value: Promise, done: true}
// console.log(gren.next())
// {value: undefined, done: true}

gren.next().value.then((res) => {
    console.log(res);
    // a函数
})
gren.next().value.then((res) => {
    console.log(res);
    // b函数
})
gren.next().value.then((res) => {
    console.log(res);
    // grenDome内部
})
// 输出结果
// a
// b
// grenDome内部

在上面的代码中有一点是需要注意的，在grenDome函数里面最后return出去了一个Promise，但是在输出的时候虽然done属性已经为true但是value里面仍然会存有一个promise对象，实际上done表示的是对应yield关键字的函数已经遍历完成了。

Async/Await

Async/await 是Javascript编写异步程序的新方法。以往的异步方法无外乎回调函数和Promise。但是Async/await建立于Promise之上,换句话来说使用了Generator函数做了语法糖。

async函数就是隧道尽头的亮光，很多人认为它是异步操作的终极解决方案。

什么是Async/Await

async顾名思义是“异步”的意思，async用于声明一个函数是异步的。而await从字面意思上是“等待”的意思，就是用于等待异步完成。并且await只能在async函数中使用。

Async/Await语法

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, ms);
  });
};
async function asyncPrint(value, ms) {
  await timeout(ms);
  console.log(value);
};
asyncPrint('hello world',2000);
// 在2000ms之后输出`hello world`

返回Promse对象

通常async、await都是跟随Promise一起使用的。为什么这么说呢？因为async返回的都是一个Promise对象同时async适用于任何类型的函数上。这样await得到的就是一个Promise对象，如果不是Promise对象的话那async返回的是什么就是什么。

async function f() {
  return 'hello world';
}
f().then(v => console.log(v));
// hello world

async函数返回一个Promise对象，可以使用then方法添加回调函数。当函数执行的时候，一旦遇到await就会先返回，等到异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

function a(){
    return new Promise((resolve,reject) => {
        console.log("a函数")
        resolve("a函数")
    })
}
function b (){
    return new Promise((resolve,reject) => {
        console.log("b函数")
        resolve("b函数")
    })
}
async function dome (){
    let A = await a();
    let B = await b();
    return Promise.resolve([A,B]);
}
dome().then((res) => {
    console.log(res);
});

执行机制

前面已经说过await是等待的意思，之后等前面的代码执行完成之后才会继续向下执行。

function a(){
    return new Promise((resolve,reject) => {
        resolve("a");
        console.log("a:不行")
    })
}
function b (){
    return new Promise((resolve,reject) => {
        resolve("b");
        console.log("b:不行");
    })
}
async function dome (){
    await a();
    await b();
    console.log("虽然我在后面，但是我想要先执行可以么？")
}
dome();
// 输出结果
// a:不行
// b:不行
// 虽然我在后面，但是我想要先执行可以么？

另外一个列子

function timeout1(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
        console.log("timeout1")
        resolve();
    },ms);
  });
};
function timeout2(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
        console.log("timeout2");
        resolve();
    },ms);
  });
};
async function asyncPrint() {
  await timeout1(1000);
  await timeout2(2000);
};
asyncPrint().then((res) => {
    console.log(res);
}).catch((err) => {
    console.log(err)
})
// 1s 后输出timeout1
// 3s 后输出timeout2
// undefined

async、await错误处理

JavaScript异步请求肯定会有请求失败的情况，上面也说到了async返回的是一个Promise对象。既然是返回一个Promise对象的话那处理当异步请求发生错误的时候我们就要处理reject的状态了。

在Promise中当请求reject的时候我们可以使用catch。为了保持代码的健壮性使用async、await的时候我们使用try catch来处理错误。

async function catchErr() {
    try {
        const errRes = await new Promise((resolve, reject) => {
            console.log(a)
        });
    } catch(err) {
        console.log(err);
    }
}
catchErr();
// ReferenceError: a is not defined

总结

# Iterator接口

遍历器对象除了具有next方法，还可以具有return方法和throw方法。如果你自己写遍历器对象生成函数，那么next方法是必须部署的，return方法和throw方法是否部署是可选的。

Es6提供很多API都是基于Iterator接口，比如解构，for...of循环，拓展运算等。

# Generator函数

调用Generator函数，返回一个遍历器对象，代表Generator函数的内部指针。以后每次调用遍历器对象的next方法，就会返回一个有着value和done两个属性的对象。 value属性表示当前的内部状态的值，是yield语句后面那个表达式的值；done属性是一个布尔值，表示是否遍历结束

# Async/Await

Async/await是近些年来JavaScript最具革命性的新特性之一。他让读者意识到使用Promise存在的一些问题，并提供了自身来代替Promise的方案。他使得异步代码变的不再明显，我们好不容易已经学会并习惯了使用回调函数或者then来处理异步。