Javascript非同步程式設計的4種方法介紹

你可能知道，Javascript語言的執行環境是」單執行緒」（single thread）。

所謂”單線程”，就是指一次只能完成一件任務。如果有多個任務，就必須排隊，前面一個任務完成，再執行後面一個任務，以此類推。

這種模式的好處是實現起來比較簡單，執行環境相對單純；壞處是只要有一個任務耗時很長，後面的任務都必須排隊等著，會拖延整個程式的執行。常見的瀏覽器無回應（假死），往往是因為某一段Javascript程式碼長時間運行（例如死循環），導致整個頁面卡在這個地方，其他任務無法執行。

為了解決這個問題，Javascript語言將任務的執行模式分成兩種：同步（Synchronous）和非同步（Asynchronous）。

「同步模式」就是上一段的模式，後一個任務等待前一個任務結束，然後再執行，程式的執行順序與任務的排列順序是一致的、同步的；」非同步模式」則完全不同，每一個任務有一個或多個回調函數（callback），前一個任務結束後，不是執行後一個任務，而是執行回調函數，後一個任務則是不等前一個任務結束就執行，所以程序的執行順序與任務的排列順序是不一致的、非同步的。

「非同步模式」非常重要。在瀏覽器端，耗時很長的操作都應該非同步執行，避免瀏覽器失去回應，最好的例子就是Ajax操作。在伺服器端，」非同步模式」甚至是唯一的模式，因為執行環境是單線程的，如果允許同步執行所有http請求，伺服器效能會急劇下降，很快就會失去回應。

本文總結了」非同步模式」程式設計的4種方法，理解它們可以讓你寫出結構更合理、效能更出色、維護更方便的Javascript程式。

一、回呼函數

這是非同步程式設計最基本的方法。

假定有兩個函數f1和f2，後者等待前者的執行結果。

f1();f2();

如果f1是一個很耗時的任務，可以考慮改寫f1，把f2寫成f1的回呼函數。

function f1(callback){　　　
    setTimeout(function () {　　　　　　// f1的任务代码　　　　　　
    callback();
　　　　}, 1000);
　　}

執行程式碼就變成下面這樣：

　　f1(f2);

採用這種方式，我們把同步操作變成了非同步操作，f1不會堵塞程式運行，相當於先執行程式的主要邏輯，將耗時的操作延遲執行。

回呼函數的優點是簡單、容易理解和部署，缺點是不利於程式碼的閱讀和維護，各個部分之間高度耦合（Coupling），流程會很混亂，而且每個任務只能指定一個回調函數。

二、事件監聽

另一個想法是採用事件驅動模式。任務的執行不取決於程式碼的順序，而取決於某個事件是否發生。
還是以f1和f2為例。首先，為f1綁定一個事件（這裡採用的jQuery的寫法）。

f1.on('done', f2);

上面這行程式碼的意思是，當f1發生done事件，就執行f2。然後，對f1進行改寫：

　function f1(){　　　　
    　setTimeout(function () {　　　　　　// f1的任务代码　　　　　　
    　f1.trigger('done');
　　　　}, 1000);
　　}

f1.trigger(‘done’)表示，執行完成後，立即觸發done事件，從而開始執行f2。
這種方法的優點是比較容易理解，可以綁定多個事件，每個事件可以指定多個回調函數，而且可以」去耦合」（Decoupling），有利於實現模組化。缺點是整個程式都要變成事件驅動型，運作流程會變得很不清晰。

三、發布/訂閱

上一節的”事件”，完全可以理解成”信號”。

我們假定，存在一個”信號中心”，某個任務執行完成，就向信號中心”發布”（publish）一個信號，其他任務可以向信號中心”訂閱”（subscribe）這個信號，從而知道什麼時候自己可以開始執行。這就叫做」發布/訂閱式」（publish-subscribe pattern），又稱」觀察者模式」（observer pattern）。

這個模式有多種實現，以下採用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，這是jQuery的一個外掛。

首先，f2向”訊號中心”jQuery訂閱”done”訊號。

　jQuery.subscribe("done", f2);

然後，f1進行如下改寫：

　　function f1(){　　　　
    　　setTimeout(function () {　　　　　　// f1的任务代码　　　　　　
    　　jQuery.publish("done");
　　　　}, 1000);
　　}

jQuery.publish(“done”)的意思是，f1執行完成後，向”信號中心”jQuery發布”done 」信號，從而引發f2的執行。

此外，f2完成執行後，也可以取消訂閱（unsubscribe）。

　jQuery.unsubscribe("done", f2);

這種方法的性質與」事件監聽」類似，但是明顯優於後者。因為我們可以透過查看”訊息中心”，了解存在多少訊號、每個訊號有多少訂閱者，從而監控程式的運作。

四、Promises物件

Promises物件是CommonJS工作小組提出的規範，目的是為非同步程式設計提供統一介面。

簡單說，它的想法是，每一個非同步任務返回一個Promise對象，該物件有一個then方法，允許指定回調函數。例如，f1的回呼函數f2,可以寫成：

f1().then(f2);

f1要进行如下改写（这里使用的是jQuery的实现）：

　　function f1(){　　　　
　　    var dfd = $.Deferred();
　　　　setTimeout(function () {　　　　　　// f1的任务代码　　　　　　
　　　　dfd.resolve();
　　　　}, 500);
　　　　return dfd.promise;
　　}

这样写的优点在于，回调函数变成了链式写法，程序的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以实现许多强大的功能。

比如，指定多个回调函数：

f1().then(f2).then(f3);

再比如，指定发生错误时的回调函数：

　f1().then(f2).fail(f3);

而且，它还有一个前面三种方法都没有的好处：如果一个任务已经完成，再添加回调函数，该回调函数会立即执行。所以，你不用担心是否错过了某个事件或信号。这种方法的缺点就是编写和理解，都相对比较难。

你可能知道，Javascript语言的执行环境是”单线程”（single thread）。

所谓”单线程”，就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务，以此类推。

这种模式的好处是实现起来比较简单，执行环境相对单纯；坏处是只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应（假死），往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。

为了解决这个问题，Javascript语言将任务的执行模式分成两种：同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）。

“同步模式”就是上一段的模式，后一个任务等待前一个任务结束，然后再执行，程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的；”异步模式”则完全不同，每一个任务有一个或多个回调函数（callback），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，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

“异步模式”非常重要。在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应，最好的例子就是Ajax操作。在服务器端，”异步模式”甚至是唯一的模式，因为执行环境是单线程的，如果允许同步执行所有http请求，服务器性能会急剧下降，很快就会失去响应。

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