JavaScript中非同步程式設計的方法有哪些？ JavaScript非同步程式設計的方法介紹

本篇文章帶給大家的內容是關於JavaScript中非同步程式設計的方法有哪些？ JavaScript非同步程式設計的方法介紹，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。

我們知道Javascript語言的執行環境是"單執行緒"。也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。

這種模式雖然實現起來比較簡單，執行環境相對單純，但是只要有一個任務耗時很長，後面的任務都必須排隊等著，會拖延整個程序的執行。常見的瀏覽器無回應（假死），往往是因為某一段Javascript程式碼長時間運作（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：同步和非同步。本文主要介紹非同步程式設計幾種辦法，並透過比較，得到最佳非同步程式設計的解決方案！

一、同步與非同步

我們可以通俗理解為非同步就是一個任務分成兩段，先執行第一段，然後轉而執行其他任務，等等做好了準備，再回過頭執行第二段。排在非同步任務後面的程式碼，不用等待非同步任務結束會馬上運行，也就是說，非同步任務不具有」阻塞「效應。例如，有一個任務是讀取檔進行處理，非同步的執行過程就是下面這樣

#這種不連續的執行，就叫異步。對應地，連續的執行，就叫做同步

"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。接下來介紹下非同步程式設計六種方法。

二、回呼函數（Callback）

回呼函數是非同步運算最基本的方法。以下程式碼就是一個回呼函數的例子：

ajax(url, () => {
    // 处理逻辑
})

但是回呼函數有一個致命的弱點，就是容易寫出回呼地獄（Callback hell）。假設多個請求存在依賴性，你可能會寫出如下程式碼：

ajax(url, () => {
    // 处理逻辑
    ajax(url1, () => {
        // 处理逻辑
        ajax(url2, () => {
            // 处理逻辑
        })
    })
})

#回呼函數的優點是簡單、容易理解和實現，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，使得程式結構混亂、流程難以追蹤（尤其是多個回呼函數巢狀的情況），而且每個任務只能指定一個回呼函數。另外它不能使用 try catch 捕獲錯誤，不能直接 return。

三、事件監聽

這種方式下，非同步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。

下面是兩個函數f1和f2，程式設計的意圖是f2必須等到f1執行完成，才能執行。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.trigger('done');
  }, 1000);
}

上面程式碼中，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呼函數，而且可以"去耦合"，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。閱讀程式碼的時候，很難看出主流程。

四、發布訂閱

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，其他任務可以訂閱訊號中心"（subscribe）這個訊號，因此知道什麼時候可以自己開始執行。這就叫做"發布/訂閱模式"（publish-subscribe pattern），又稱為"觀察者模式"（observer pattern）。

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 () {
    // ...
    jQuery.publish('done');
  }, 1000);
}

上面程式碼中，jQuery.publish('done')的意思是，f1執行完成後，向訊號中心jQuery發布done訊號，從而引發f2的執行。
f2完成執行後，可以取消訂閱（unsubscribe）

jQuery.unsubscribe('done', f2);

这种方法的性质与“事件监听”类似，但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

五、Promise/A+

Promise本意是承诺，在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间？答案是异步操作，异步是指可能比较长时间才有结果的才做，例如网络请求、读取本地文件等

1.Promise的三种状态

• Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态

• Fulfilled----可以理解为成功的状态

• Rejected----可以理解为失败的状态

这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了，比如说一旦状态变为 resolved 后，就不能再次改变为Fulfilled

let p = new Promise((resolve, reject) => {
  reject('reject')
  resolve('success')//无效代码不会执行
})
p.then(
  value => {
    console.log(value)
  },
  reason => {
    console.log(reason)//reject
  }
)

当我们在构造 Promise 的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('new Promise')
  resolve('success')
})
console.log('end')
// new Promise => end

2.promise的链式调用

• 每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)

• 如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调

• 如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调

• 在 then中使用了return，那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1，2)

• then中可以不传递参数，如果不传递会透到下一个then中(见例3)

• catch 会捕获到没有捕获的异常

接下来我们看几个例子：

  // 例1
  Promise.resolve(1)
  .then(res => {
    console.log(res)
    return 2 //包装成 Promise.resolve(2)
  })
  .catch(err => 3)
  .then(res => console.log(res))

// 例2
Promise.resolve(1)
  .then(x => x + 1)
  .then(x => {
    throw new Error('My Error')
  })
  .catch(() => 1)
  .then(x => x + 1)
  .then(x => console.log(x)) //2
  .catch(console.error)

// 例3
let fs = require('fs')
function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
read('./name.txt')
  .then(function(data) {
    throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调
  }) //由于下一个then没有失败回调，就会继续往下找，如果都没有，就会被catch捕获到
  .then(function(data) {
    console.log('data')
  })
  .then()
  .then(null, function(err) {
    console.log('then', err)// then error
  })
  .catch(function(err) {
    console.log('error')
  })

Promise不仅能够捕获错误，而且也很好地解决了回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

ajax(url)
  .then(res => {
      console.log(res)
      return ajax(url1)
  }).then(res => {
      console.log(res)
      return ajax(url2)
  }).then(res => console.log(res))

它也是存在一些缺点的，比如无法取消 Promise，错误需要通过回调函数捕获。

六、生成器Generators/ yield

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同，Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。

• 语法上，首先可以把它理解成，Generator 函数是一个状态机，封装了多个内部状态。

• Generator 函数除了状态机，还是一个遍历器对象生成函数。

• 可暂停函数, yield可暂停，next方法可启动，每次返回的是yield后的表达式结果。

• yield表达式本身没有返回值，或者说总是返回undefined。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。

我们先来看个例子：

function *foo(x) {
  let y = 2 * (yield (x + 1))
  let z = yield (y / 3)
  return (x + y + z)
}
let it = foo(5)
console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false}
console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}
console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

可能结果跟你想象不一致，接下来我们逐行代码分析：

• 首先 Generator 函数调用和普通函数不同，它会返回一个迭代器

• 当执行第一次 next 时，传参会被忽略，并且函数暂停在 yield (x + 1) 处，所以返回 5 + 1 = 6

• 当执行第二次 next 时，传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值，如果你不传参，yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 12，所以第二个 yield 等于 2 12 / 3 = 8

• 当执行第三次 next 时，传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值，所以 z = 13, x = 5, y = 24，相加等于 42

我们再来看个例子：有三个本地文件，分别1.txt,2.txt和3.txt，内容都只有一句话，下一个请求依赖上一个请求的结果，想通过Generator函数依次调用三个文件

//1.txt文件
2.txt

//2.txt文件
3.txt

//3.txt文件
结束

let fs = require('fs')
function read(file) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
function* r() {
  let r1 = yield read('./1.txt')
  let r2 = yield read(r1)
  let r3 = yield read(r2)
  console.log(r1)
  console.log(r2)
  console.log(r3)
}
let it = r()
let { value, done } = it.next()
value.then(function(data) { // value是个promise
  console.log(data) //data=>2.txt
  let { value, done } = it.next(data)
  value.then(function(data) {
    console.log(data) //data=>3.txt
    let { value, done } = it.next(data)
    value.then(function(data) {
      console.log(data) //data=>结束
    })
  })
})
// 2.txt=>3.txt=>结束

从上例中我们看出手动迭代Generator 函数很麻烦，实现逻辑有点绕，而实际开发一般会配合 co 库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具，借助于Promise，你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。

安装co库只需：npm install co

上面例子只需两句话就可以轻松实现

function* r() {
  let r1 = yield read('./1.txt')
  let r2 = yield read(r1)
  let r3 = yield read(r2)
  console.log(r1)
  console.log(r2)
  console.log(r3)
}
let co = require('co')
co(r()).then(function(data) {
  console.log(data)
})
// 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined

我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

function *fetch() {
    yield ajax(url, () => {})
    yield ajax(url1, () => {})
    yield ajax(url2, () => {})
}
let it = fetch()
let result1 = it.next()
let result2 = it.next()
let result3 = it.next()

七、async/await

1.Async/Await简介

使用async/await，你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点：

• async/await是基于Promise实现的，它不能用于普通的回调函数。

• async/await与Promise一样，是非阻塞的。

• async/await使得异步代码看起来像同步代码，这正是它的魔力所在。

一个函数如果加上 async ，那么该函数就会返回一个 Promise

async function async1() {
  return "1"
}
console.log(async1()) // -> Promise {<resolved>: "1"}</resolved>

Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法，只需几句话便可实现

let fs = require('fs')
function read(file) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
async function readResult(params) {
  try {
    let p1 = await read(params, 'utf8')//await后面跟的是一个Promise实例
    let p2 = await read(p1, 'utf8')
    let p3 = await read(p2, 'utf8')
    console.log('p1', p1)
    console.log('p2', p2)
    console.log('p3', p3)
    return p3
  } catch (error) {
    console.log(error)
  }
}
readResult('1.txt').then( // async函数返回的也是个promise
  data => {
    console.log(data)
  },
  err => console.log(err)
)
// p1 2.txt
// p2 3.txt
// p3 结束
// 结束

2.Async/Await并发请求

如果请求两个文件，毫无关系，可以通过并发请求

let fs = require('fs')
function read(file) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
function readAll() {
  read1()
  read2()//这个函数同步执行
}
async function read1() {
  let r = await read('1.txt','utf8')
  console.log(r)
}
async function read2() {
  let r = await read('2.txt','utf8')
  console.log(r)
}
readAll() // 2.txt 3.txt

八、总结

1.JS 异步编程进化史：callback -> promise -> generator -> async + await

2.async/await 函数的实现，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。

3.async/await可以说是异步终极解决方案了。

(1) async/await函数相对于Promise，优势体现在：

• 处理 then 的调用链，能够更清晰准确的写出代码

• 并且也能优雅地解决回调地狱问题。

当然async/await函数也存在一些缺点，因为 await 将异步代码改造成了同步代码，如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低，代码没有依赖性的话，完全可以使用 Promise.all 的方式。

(2) async/await函数对 Generator 函数的改进，体现在以下三点：

• 内置执行器。

Generator 函数的执行必须靠执行器，所以才有了 co 函数库，而 async 函数自带执行器。也就是说，async 函数的执行，与普通函数一模一样，只要一行。

• 更广的适用性。 co 函数库约定，yield 命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象，而 async 函数的 await 命令后面，可以跟 Promise 对象和原始类型的值（数值、字符串和布尔值，但这时等同于同步操作）。

• 更好的语义。 async 和 await，比起星号和 yield，语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作，await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

以上是JavaScript中非同步程式設計的方法有哪些？ JavaScript非同步程式設計的方法介紹的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！