javascript學習指南之回呼問題_基礎知識

回調地獄

對JavaScript 程式設計師來說，處理回調是家常，但是處理層次過深的回調就沒有那麼美好了，下面的範例程式碼片段用了三層回調，再補腦一下更多層的場景，簡直是酸爽，這就是傳說中的回調地獄。

getDirectories(function(dirs) {
  getFiles(dirs[0], function(files) {
    getContent(files[0], function(file, content) {
      console.log('filename:', file);
      console.log(content);
    });
  });
});
 
function getDirectories(callback) {
 setTimeout(function() {
  callback(['/home/ben']);
 }, 1000);
}
 
function getFiles(dir, callback) {
  setTimeout(function() {
    callback([dir + '/test1.txt', dir + '/test2.txt']);
  }, 1000)
}
 
function getContent(file, callback) {
  setTimeout(function() {
    callback(file, 'content');
  }, 1000)
}

解

生態圈中有很多非同步解決方案可以處理回調地獄的問題，例如 bluebird、Q 等，本文將重點放在 ECMAScript 6/7 規範中對非同步程式設計的支援。

ES6 Promise

Promise 是一種非同步程式設計的解決方案，是解決回呼地獄問題的利器。

Promise 在 JavaScript 生態圈被主流接受是在 2007 年 Dojo 框架增加了 dojo.Deferred 的功能。隨著 dojo.Deferred 的流行，在 2009 年 Kris Zyp 提出了 CommonJS Promises/A 規範。隨後生態圈中出現了大量 Promise 實作包括 Q.js、FuturesJS 等。當然 Promise 之所有這麼流行很大程度上是由於 jQuery 的存在，只是 jQuery 並不完全遵守 CommonJS Promises/A 規範。隨後正如大家所看到的，ES 6 規範包含了 Promise。
MDN 中對 Promise 是這樣描述的：

Promise 物件是一個回傳值的代理，這個回傳值在promise物件建立時未必已知。它允許你為非同步操作的成功或失敗指定處理方法。 這使得非同步方法可以像同步方法那樣傳回值：非同步方法會傳回一個包含了原始傳回值的
以下的程式碼是「回呼地獄」一節中的範例透過 Promise 實現，看起來程式碼也不是很簡潔，但是比起傳統的層級回呼有明顯改善，程式碼可維護性和可讀性更強。

getDirectories().then(function(dirs) {
  return getFiles(dirs[0]);
}).then(function(files) {
  return getContent(files[0]);
}).then(function(val) {
  console.log('filename:', val.file);
  console.log(val.content);
});
 
function getDirectories() {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
    resolve(['/home/ben']);
   }, 1000);
  });
}
 
function getFiles(dir) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
      resolve([dir + '/test1.txt', dir + '/test2.txt']);
    }, 1000);
  });
}
 
function getContent(file) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
      resolve({file: file, content: 'content'});
    }, 1000);
  });
}

ES6 Generator

Promise 的實作方式還不夠簡潔，我們還需要更好的選擇，co 就是選擇之一。 co 是基於 Generator（生成器）的非同步流控制器，了解 co 之前首先需要理解 Generator。熟悉 C# 的同學應該都有了解，C# 2.0 的版本就引入了 yield 關鍵字，用於迭代生成器。 ES 6 Generator 跟 C# 相似，也使用了 yield 語法糖，內部實作了狀態機。具體用法可以參考 MDN 的文檔 function* 一節，原理可以參考AlloyTeam 團隊 Blog 深入理解 Generator。使用 co 巧妙結合 ES6 Generator 和 ES6 Promise 讓非同步呼叫更加和諧。

co(function* (){
  var dirs = yield getDirectories();
  var files = yield getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = yield getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
});

co 非常巧妙，其核心程式碼可以簡化如下的範例，大體思路是採用遞歸遍歷產生器直到狀態完成，當然 co 做的跟多。

runGenerator();
 
function* run(){
  var dirs = yield getDirectories();
  var files = yield getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = yield getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
}
 
function runGenerator(){
  var gen = run();
 
  function go(result){
    if(result.done) return;
    result.value.then(function(r){
      go(gen.next(r));
    });
  }
 
  go(gen.next());
}

ES7 Async/Await

ES6 Generator 確實很好，只可惜需要第三方函式庫的支援。好消息是 ES 7 會引入 Async/Await 關鍵字完美解決非同步呼叫的問題。好吧，.net 又領先了一步，.net framework 4.5 已經率先支援了。
今後的程式碼寫起來是這樣：

run();
async function run() {
  var dirs = await getDirectories();
  var files = await getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = await getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
}

結論

從經典的回呼的非同步程式設計方式，到ES6 Promise 規範對非同步程式設計的改善，再到co 結合ES Generator 優雅處理，最後ES7 async/await 完美收官，可以讓我們了解為什麼ECMAScript 會出現這些特性以及解決了什麼問題，更清楚地看到JavaScript 非同步程式設計發展的脈絡。