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js中的流程控制：Callbacks&Promises&Async/Awai的分析

不言原創: 2018-08-25 15:40:551313瀏覽

這篇文章帶給大家的內容是關於js中的流程控制：Callbacks&Promises&Async/Awai的分析，有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

JavaScript經常被聲稱是_非同步_。那是什麼意思？它如何影響發展？近年來這種方法有何變化？

請思考以下程式碼：

result1 = doSomething1();
result2 = doSomething2(result1);

大多數語言都處理每一行同步。第一行運行並傳回結果。第二行在第一行完成後運行無論需要多長時間。

單執行緒處理

JavaScript在單一處理執行緒上執行。在瀏覽器標籤中執行時，其他所有內容都會停止，因為在並行線程上不會發生對頁面DOM的更改;將一個線程重定向到另一個URL而另一個線程嘗試追加子節點是危險的。

這對使用者來說是顯而易見。例如，JavaScript偵測到按鈕單擊，運行計算並更新DOM。完成後，瀏覽器可以自由處理佇列中的下一個項目。

（附註：其他語言如PHP也使用單一線程，但可以由多線程伺服器（如Apache）管理。同時對同一個PHP運行時頁面的兩個請求可以啟動兩個運行隔離的實例的線程。）

使用回調進行非同步

單執行緒引發了一個問題。當JavaScript呼叫「慢」進程（例如瀏覽器中的Ajax請求或伺服器上的資料庫操作）時會發生什麼？這個操作可能需要幾秒鐘 - 甚至幾分鐘。瀏覽器在等待回應時會被鎖定。在伺服器上，Node.js應用程式將無法進一步處理使用者請求。

解決方案是非同步處理。而不是等待完成，一個進程被告知在結果準備好時呼叫另一個函數。這稱為callback，它作為參數傳遞給任何非同步函數。例如：

doSomethingAsync(callback1);
console.log('finished');

// call when doSomethingAsync completes
function callback1(error) {
  if (!error) console.log('doSomethingAsync complete');
}

doSomethingAsync（）接受一個回呼函數作為參數（只傳遞對該函數的引用，因此幾乎沒有開銷）。 doSomethingAsync（）需要多長時間並不重要;我們所知道的是callback1（）將在未來的某個時刻執行。控制台將顯示：

finished
doSomethingAsync complete

回呼地獄

通常，回呼只能由一個非同步函數呼叫。因此可以使用簡潔的匿名內聯函數：

doSomethingAsync(error => {
  if (!error) console.log('doSomethingAsync complete');
});

透過巢狀回呼函數，可以串列完成一系列兩個或多個非同步呼叫。例如：

async1((err, res) => {
  if (!err) async2(res, (err, res) => {
    if (!err) async3(res, (err, res) => {
      console.log('async1, async2, async3 complete.');
    });
  });
});

不幸的是，這引入了回呼地獄 - 一個臭名昭著的概念(http://callbackhell.com/) ！程式碼難以閱讀，並且在添加錯誤處理邏輯時會變得更糟。

回呼地獄在客戶端編碼中相對較少。如果您正在進行Ajax調用，更新DOM並等待動畫完成，它可以深入兩到三個級別，但它通常仍然可以管理。

作業系統或伺服器進程的情況不同。 Node.js API呼叫可以接收檔案上載，更新多個資料庫表，寫入日誌，並在發送回應之前進行進一步的API呼叫。

Promises

ES2015（ES6）推出了Promises。回調仍然可以使用，但Promises提供了更清晰的語法chains非同步命令，因此它們可以串行運行（更多相關內容）。

要啟用基於Promise的執行，必須變更基於非同步回呼的函數，以便它們立即傳回Promise物件。這個promises物件在未來的某個時刻運行兩個函數之一（作為參數傳遞）：

resolve ：處理成功完成時運行的回呼函數
reject ：發生故障時執行的可選回呼函數。

在下面的範例中，資料庫API提供了一個接受回呼函數的connect（）方法。外部asyncDBconnect（）函數立即傳回一個新的Promise，並在建立連接或失敗後運行resolve（）或reject（）：

const db = require('database');

// connect to database
function asyncDBconnect(param) {

  return new Promise((resolve, reject) => {

    db.connect(param, (err, connection) => {
      if (err) reject(err);
      else resolve(connection);
    });

  });

}

Node.js 8.0 提供了util.promisify（）實用程序，將基於回呼的函數轉換為基於Promise的替代方法。有幾個條件：

將回呼作為最後一個參數傳遞給非同步函數
回呼函數必須指向一個錯誤，後面跟著一個值參數。

範例:

// Node.js: promisify fs.readFile
const
  util = require('util'),
  fs = require('fs'),
  readFileAsync = util.promisify(fs.readFile);

readFileAsync('file.txt');

各種客戶端程式庫也提供promisify選項，但您可以自行建立幾個：

// promisify a callback function passed as the last parameter
// the callback function must accept (err, data) parameters
function promisify(fn) {
  return function() {
      return new Promise(
        (resolve, reject) => fn(
          ...Array.from(arguments),
        (err, data) => err ? reject(err) : resolve(data)
      )
    );
  }
}

// example
function wait(time, callback) {
  setTimeout(() => { callback(null, 'done'); }, time);
}

const asyncWait = promisify(wait);

ayscWait(1000);

非同步鏈

任何傳回Promise的東西都可以啟動.then（）方法中定義的一系列非同步函數呼叫。每個都傳遞了上一個解決方案的結果：

asyncDBconnect('http://localhost:1234')
  .then(asyncGetSession)      // passed result of asyncDBconnect
  .then(asyncGetUser)         // passed result of asyncGetSession
  .then(asyncLogAccess)       // passed result of asyncGetUser
  .then(result => {           // non-asynchronous function
    console.log('complete');  //   (passed result of asyncLogAccess)
    return result;            //   (result passed to next .then())
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });

同步函數也可以在.then（）區塊中執行。傳回的值將傳遞給下一個.then（）（如果有）。

.catch（）方法定義了在觸發任何先前拒絕時呼叫的函數。此時，不會再運行.then（）方法。您可以在整個鏈中使用多個.catch（）方法來捕獲不同的錯誤。

ES2018引入了一個.finally（）方法，無論結果如何都運行任何最終邏輯 - 例如，清理，關閉資料庫連接等。目前僅支援Chrome和Firefox，但技術委員會39已發布了 .finally() polyfill.

function doSomething() {
  doSomething1()
  .then(doSomething2)
  .then(doSomething3)
  .catch(err => {
    console.log(err);
  })
  .finally(() => {
    // tidy-up here!
  });
}

使用Promise.all（）进行多个异步调用

Promise .then（）方法一个接一个地运行异步函数。如果顺序无关紧要 - 例如，初始化不相关的组件 - 同时启动所有异步函数并在最后（最慢）函数运行解析时结束更快。

这可以通过Promise.all（）来实现。它接受一组函数并返回另一个Promise。例如：

Promise.all([ async1, async2, async3 ])
  .then(values => {           // array of resolved values
    console.log(values);      // (in same order as function array)
    return values;
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });

如果任何一个异步函数调用失败，则Promise.all（）立即终止。

使用Promise.race的多个异步调用（）

Promise.race（）与Promise.all（）类似，只是它会在first Promise解析或拒绝后立即解析或拒绝。只有最快的基于Promise的异步函数才能完成：

Promise.race([ async1, async2, async3 ])
  .then(value => {            // single value
    console.log(value);
    return value;
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });

但是有什么别的问题吗？

Promises 减少了回调地狱但引入了别的问题。

教程经常没有提到_整个Promise链是异步的。使用一系列promise的任何函数都应返回自己的Promise或在最终的.then（）,. catch（）或.finally（）方法中运行回调函数。

学习基础知识至关重要。

Async/Await

Promises 可能令人生畏，因此ES2017引入了async and await。虽然它可能只是语法糖，它使Promise更完善，你可以完全避免.then（）链。考虑下面的基于Promise的示例：

function connect() {

  return new Promise((resolve, reject) => {

    asyncDBconnect('http://localhost:1234')
      .then(asyncGetSession)
      .then(asyncGetUser)
      .then(asyncLogAccess)
      .then(result => resolve(result))
      .catch(err => reject(err))

  });
}

// run connect (self-executing function)
(() => {
  connect();
    .then(result => console.log(result))
    .catch(err => console.log(err))
})();

用这个重写一下async/await:

外部函数必须以async语句开头
对异步的基于Promise的函数的调用必须在await之前，以确保在下一个命令执行之前完成处理。

async function connect() {

  try {
    const
      connection = await asyncDBconnect('http://localhost:1234'),
      session = await asyncGetSession(connection),
      user = await asyncGetUser(session),
      log = await asyncLogAccess(user);

    return log;
  }
  catch (e) {
    console.log('error', err);
    return null;
  }

}

// run connect (self-executing async function)
(async () => { await connect(); })();

await有效地使每个调用看起来好像是同步的，而不是阻止JavaScript的单个处理线程。此外，异步函数总是返回一个Promise，因此它们可以被其他异步函数调用。

async/await 代码可能不会更短，但有相当大的好处:

1、语法更清晰。括号更少，错误更少。

2、调试更容易。可以在任何await语句上设置断点。
3、错误处理更好。try / catch块可以与同步代码一样使用。

4、支持很好。它在所有浏览器（IE和Opera Mini除外）和Node 7.6+中都得到了支持。

但是并非所有都是完美的......

切勿滥用async/await

async / await仍然依赖于Promises，它最终依赖于回调。你需要了解Promises是如何工作的，并且没有Promise.all（）和Promise.race（）的直接等价物。并且不要忘记Promise.all（），它比使用一系列不相关的await命令更有效。

同步循环中的异步等待

在某些时候，您将尝试调用异步函数中的同步循环。例如：

async function process(array) {
  for (let i of array) {
    await doSomething(i);
  }
}

它不会起作用。这也不会：

async function process(array) {
  array.forEach(async i => {
    await doSomething(i);
  });
}

循环本身保持同步，并且总是在它们的内部异步操作之前完成。

ES2018引入了异步迭代器，它与常规迭代器一样，但next（）方法返回Promise。因此，await关键字可以与for循环一起用于串行运行异步操作。例如：

async function process(array) {
  for await (let i of array) {
    doSomething(i);
  }
}

但是，在实现异步迭代器之前，最好将数组项映射到异步函数并使用Promise.all（）运行它们。例如：

const
  todo = ['a', 'b', 'c'],
  alltodo = todo.map(async (v, i) => {
    console.log('iteration', i);
    await processSomething(v);
});

await Promise.all(alltodo);

这具有并行运行任务的好处，但是不可能将一次迭代的结果传递给另一次迭代，并且映射大型数组可能在性能消耗上是很昂贵。

try/catch 有哪些问题了？

如果省略任何await失败的try / catch，async函数将以静默方式退出。如果您有一组很长的异步await命令，则可能需要多个try / catch块。

一种替代方案是高阶函数，它捕获错误，因此try / catch块变得不必要(thanks to @wesbos for the suggestion):

async function connect() {

  const
    connection = await asyncDBconnect('http://localhost:1234'),
    session = await asyncGetSession(connection),
    user = await asyncGetUser(session),
    log = await asyncLogAccess(user);

  return true;
}

// higher-order function to catch errors
function catchErrors(fn) {
  return function (...args) {
    return fn(...args).catch(err => {
      console.log('ERROR', err);
    });
  }
}

(async () => {
  await catchErrors(connect)();
})();

但是，在应用程序必须以与其他错误不同的方式对某些错误做出反应的情况下，此选项可能不实用。

尽管有一些陷阱，async / await是JavaScript的一个优雅补充。

JavaScript 旅程

异步编程是一项在JavaScript中无法避免的挑战。回调在大多数应用程序中都是必不可少的，但它很容易陷入深层嵌套的函数中。

Promises 抽象回调，但有许多语法陷阱。转换现有函数可能是一件苦差事，而.then（）链仍然看起来很混乱。

幸运的是，async / await提供了清晰度。代码看起来是同步的，但它不能独占单个处理线程。它将改变你编写JavaScript的方式！