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首頁web前端js教程談JavaScript非同步函數發展歷程_javascript技巧

《The Evolution of Asynchronous JavaScript》外文梳理了JavaScript非同步函數的發展歷程,首先透過回呼函數實現非同步,之後又經歷了Promise/A 、生成器函數,而未來將是async函數的。感謝景莊對此文章的翻譯,內容如下:

現在讓我們一起來回顧這些年來JavaScript非同步函數的發展歷程吧。

回呼函數Callbacks

似乎一切應該從回呼函數開始談起。

非同步JavaScript

正如我們所知道的那樣,在JavaScript中,非同步程式設計方式只能透過JavaScript語言中的一等公民函數才能完成:這種方式意味著我們可以將一個函數作為另一個函數的參數,在這個函數的內部可以呼叫被傳遞進來的函數(即回呼函數)。這也正是回呼函數誕生的原因:如果你將一個函數作為參數傳遞給另一個函數(此時它被稱為高階函數),那麼在函數內部, 你可以呼叫這個函數來完成對應的任務。回呼函數沒有回傳值(不要試圖用return),只是用來在函數內部執行某些動作。 看例子:

Something.save(function(err) {  
 if (err) { 
  //error handling 
  return; // 没有返回值 
 } 
 console.log('success'); 
}); 

上面的例子中我們示範了一個錯誤優先的回呼函數(error-first callbacks),這也是Node.js本身的特點之一, Node.js中所有的核心模組和NPM倉庫中的大部分模組在寫作時都會遵循這個特點。

過度使用回呼函數會遇到的挑戰:

如果不能合理的組織代碼,非常容易造成回調地獄(callback hell),這會讓你的程式碼很難被別人所理解。
很容易遺漏錯誤處理程式碼。

無法使用return語句傳回值,也不能使用throw關鍵字。

也正是基於這些原因,在JavaScript世界中,一直都在尋找著能夠讓非同步JavaScript開發變得更簡單的可行的方案。

一個可行的解決方案之一是async模組。如果你和回呼函數打過很久的交道, 你或許會深刻地感受到,在JavaScript中如果想要讓某些事並行執行,或是串行執行,甚至是使用非同步函數來映射(mapping) 數組中的元素使用非同步函數有多複雜。所以,感謝 Caolan McMahon寫了async模組來解決這些問題。

使用async模組,你可以輕鬆地以下面這種方式寫程式碼:

async.map([1, 2, 3], AsyncSquaringLibrary.square,  
 function(err, result){ 
 // result will be [1, 4, 9] 
}); 

async模組雖然一定程度上帶來了便利,但仍然不夠簡單,程式碼也不容易閱讀,因此Promise出現了。

Promise

目前的JavaScript非同步標準可以追溯到2012年,並且直到ES6才變得可用,然而,Promise這個術語卻並不是JavaScript 社群所發明的。這個術語來來自於 Daniel P.friedman在1976年的發表的一篇文章。

一個Promise代表的是一個非同步操作的最終結果。

現在我們使用Promise來完成上面程式碼所完成的任務,Promise風格的程式碼如下:

Something.save()  
 .then(function() { 
  console.log('success'); 
 }) 
 .catch(function() { 
  //error handling 
 }) 

你會發現,Promise中也利用了回呼函數。在then和catch方法中都傳入了一個回呼函數,分別在Promise被滿足和被拒絕時執行。 Promise函數的另一個優點是它能夠被連結起來完成一系列任務。例如,你可以這樣寫程式碼:

saveSomething()  
 .then(updateOtherthing) 
 .then(deleteStuff)  
 .then(logResults); 

當你沒有現成的Promise時,你可能需要藉助一些Promise函式庫,一個流行的選擇是使用 bluebird。 這些函式庫可能會提供比原生方案更多的功能,且不限於Promise/A 標準所規定的特性。

但是為什麼不用糖方法(sugar methods)呢?建議你先閱讀 Promise: The Extension Problem這篇文章。更多關於Promise的信息,可以參考 Promise/A 標準。

你可能會問:如果大部分的函式庫只暴露了回呼的介面的話,那麼我該如何使用Promise?

嗯,這個很簡單,此時你唯一需要做的就是使用Promise來包覆含有回呼的那個函數呼叫體。例如:

回呼風格的程式碼可能是這樣的:

function saveToTheDb(value) { 
  db.values.insert(value, function (err, user) { 
    if (err) throw err; 
 
    // todo: insert user to db 
  }); 
} 

現在我們將其改成支援Promise風格呼叫的程式碼:

function saveToTheDb(value) {  
  return new Promise(function(resolve, reject) { 
    db.values.insert(value, function(err, user) { // remember error first ;) 
      if (err) { 
        return reject(err); // don't forget to return here 
      } 
      resolve(user); 
    }) 
  } 
} 

已經有相當一部分的函式庫或框架同時支持者兩種方式了,即同時提供了回呼風格和Promise風格的API介面。那現在, 如果你也想對外提供一個函式庫,最佳實務也是同時提供兩種方式的介面。你可以輕鬆的使用如下方式來達到這個目的:

function foo(cb) {  
 if (cb) { 
  return cb(); 
 } 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 
 }); 
} 

或者更简单些,你可以从只提供Promise风格的接口开始后,并使用诸如 callbackify这样的工具来达到向后兼容的目的。其实Callbackify所做的工作和上面的代码片段类似,但在实现上使用了一个更通用的方法, 我建议你可以去阅读Callbackify的源代码。

生成器Generators/ yield

JavaScript 生成器是个相对较新的概念, 它是ES6(也被称为ES2015)的新特性。想象下面这样的一个场景:

当你在执行一个函数的时候,你可以在某个点暂停函数的执行,并且做一些其他工作,然后再返回这个函数继续执行, 甚至是携带一些新的值,然后继续执行。
上面描述的场景正是JavaScript生成器函数所致力于解决的问题。当我们调用一个生成器函数的时候,它并不会立即执行, 而是需要我们手动的去执行迭代操作(next方法)。也就是说,你调用生成器函数,它会返回给你一个迭代器。迭代器会遍历每个中断点。

function* foo () {  
 var index = 0; 
 while (index < 2) { 
  yield index++; //暂停函数执行,并执行yield后的操作 
 } 
} 
var bar = foo(); // 返回的其实是一个迭代器 
console.log(bar.next());  // { value: 0, done: false }  
console.log(bar.next());  // { value: 1, done: false }  
console.log(bar.next());  // { value: undefined, done: true } 

 更进一步的,如果你想更轻松的使用生成器函数来编写异步JavaScript代码,我们可以使用 co 这个库,co是著名的tj大神写的。

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。
使用co,前面的示例代码,我们可以使用下面的代码来改写:

co(function* (){  
 yield Something.save(); 
}).then(function() { 
 // success 
}) 
.catch(function(err) { 
 //error handling 
}); 

你可能会问:如何实现并行操作呢?答案可能比你想象的简单,如下(其实它就是Promise.all而已):

yield [Something.save(), Otherthing.save()];  
Async/ await

在ES7(还未正式标准化)中引入了Async函数的概念,目前如果你想要使用的话,只能借助于babel 这样的语法转换器将其转为ES5代码。(提醒一点:我们现在讨论的是async关键字,而不是NPM中的async包)。

简而言之,使用async关键字,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。当然,除了hack之外。

也许你会问,是否在ES7中有了async关键字,yield就变得不是那么重要了?

实际上,使用yield实现异步也不过是一种hack罢了,yield意味着懒次序(lazy sequences)和迭代器。 而await能够完美的分离这两点,首先让yield用于其最初的目的,其次使用await来执行异步操作。

在这背后,async函数实际使用的是Promise,也就是为什么async函数会返回一个Promise的原因。

因此,我们使用async函数来完成类似于前面代码所完成的工作,可以使用下面这样的方式来重新编写代码:

async function save(Something) {  
 try { 
  await Something.save(); // 等待await后面的代码执行完,类似于yield 
 } catch (ex) { 
  //error handling 
 } 
 console.log('success'); 
} 

正如你看到的那样,使用async函数,你需要在函数声明的最前面加上async关键字。这之后,你可以在函数内部使用await关键字了,作用和之前的yield作用是类似的。

使用async函数完成并行任务与yiled的方式非常的相似,唯一不同的是,此时Promise.all不再是隐式的,你需要显示的调用它:

async function save(Something) {  
  await Promise.all[Something.save(), Otherthing.save()] 
} 

Koa也支持async函数,如果你也在使用koa,那么你现在就可以借助babel使用这一特性了。

import koa from koa;  
let app = koa(); 
app.experimental = true; 
app.use(async function (){  
  this.body = await Promise.resolve('Hello Reader!') 
}) 
app.listen(3000);  

以上内容给大家分享了JavaScript异步函数发展历程,希望对大家有所帮助。

陳述
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