异步与Promise

JS异步的概念

我们的JS程序几乎是由多个块(函数)构成的,这些块中只有一个是现在执行,其余的则会在将来执行

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// A
ajax("..",function(..) {
//C
})
// B

// A 和 // B 表示程序的前半部分(也就是现在的部分),而// C 标识了程序的后半部分(也就是将来的部分)。前半部分立刻执行,然后是一段时间不确定的停顿。在未来的某个时刻,如果Ajax调用完成,程序就会从停下的位置继续执行后半部分,这个ajax函数就是异步函数。

事件循环

举例来说,如果你的JavaScript程序发出一个Ajax请求,从服务器获取一些数据,那你就在一个函数(通常称为回调函数)中设置好响应代码,然后JavaScript引擎会通知宿主环境(对多数开发者来说通常就是Web浏览器):“嘿,现在我要暂停执行,你一旦完成网络请求,拿到了数据,就请调用这个函数”。然后浏览器就会设置侦听来自网络的响应,拿到要给你的数据之后,就会把回调函数插入到事件循环,以此实现对这个回调的调度执行
那么,什么是事件循环?
先通过一段伪代码了解一下这个概念:

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// eventLoop是一个用作队列的数组
// (先进,先出)
let eventLoop = [];
let event;

// “永远”执行
while(true) {
// 一次tick
if(eventLoop.length > 0) {
// 拿到队列中的下一个事件
event = eventLoop.shift();
// 现在,执行下一个事件
try {
event();
}
catch (err) {
reportError(err);
}
}
}

一定要清楚,setTimeout(..)并没有把你的回调函数挂在事件循环队列中。它所做的是设定一个定时器。当定时器到时后,环境(对多数开发者来说通常就是Web浏览器)会把你的回调函数放在事件循环中,这样,在未来某个时刻的tick会摘下并执行这个回调。

回调地狱

现在来看一段代码

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function drive(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}
function play(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}
function dinner(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}
(function () {
drive(() => {
console.log("正在开车去商场"); // A
}, 3000);
play(() => {
console.log("正在商场玩"); // B
}, 2000);
dinner(() => {
console.log("正在商场吃晚餐"); // C
}, 1000);
})();

// 我们希望代码依次按照A,B,C的顺序执行
// 实际上输出顺序C,B,A

上述代码输出结果与预期不符是因为setTimeout是异步函数,根据事件循环队列先进先出的原则,它会依次执行C,B,A函数的回调函数

使用回调函数调整异步函数执行顺序

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function drive(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}
function play(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}
function dinner(fn, timer) {
setTimeout(fn, timer);
}

(function () {
drive(() => {
console.log("正在开车去商场"); // A
play(() => {
console.log("正在商场玩"); // B
dinner(() => {
console.log("正在商场吃晚餐"); // C
}, 1000);
}, 2000);
}, 3000);
})();
// 此时输出顺序为A,B,C

这里我们得到了三个函数嵌套在一起构成的链,其中每个函数代表异步序列(任务,”进程”)中的一个步骤
这种代码常常被称为回调地狱(callback hell),有时也被称为毁灭金字塔(pyramid of doom,得名于嵌套缩进产生的横向三角形状)
很显然,这种代码是复杂和难以阅读维护的,于是Promise出现了

Promise

所谓Promise,简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promise是一个对象(广义),从它可以获取异步操作的消息。Promise提供统一的API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理
Promiese对象有以下两个特点
(1)对象的状态不受外界影响。Promise对象代表一个异步操作,有三种状态:pending(进行中)、fulfilled(已成功)和rejected(已失败)。只有异步操作的结果,可以决定当前是哪一种状态,任何其他操作都无法改变这个状态。这也是Promise这个名字的由来,它的英语意思就是“承诺”,表示其他手段无法改变。
(2)一旦状态改变,就不会再变,任何时候都可以得到这个结果。Promise对象的状态改变,只有两种可能:从pending变为fulfilled和从pending变为rejected。只要这两种情况发生,状态就凝固了,不会再变了,会一直保持这个结果,这时就称为 resolved(已定型)。如果改变已经发生了,你再对Promise对象添加回调函数,也会立即得到这个结果。这与事件(Event)完全不同,事件的特点是,如果你错过了它,再去监听,是得不到结果的。
ES6规定,Promise对象是一个构造函数,用来生成Promise实例
现在来看一段Promise代码

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console.log("我是同步代码A");
const drive = new Promise((resolve, reject) => {
console.log("我是drive Promise里的代码");
setTimeout(() => {
resolve("正在开车去商场");
}, 3000);
});
const play = new Promise((resolve, reject) => {
console.log("我是play Promise里的代码");
setTimeout(() => {
resolve("正在商场玩");
}, 2000);
});
const dinner = new Promise((resolve, reject) => {
console.log("我是dinner Promise里的代码");
setTimeout(() => {
resolve("正在商场吃晚餐");
}, 1000);
});
drive
.then((data) => {
console.log(data);
return play;
})
.then((data) => {
console.log(data);
return dinner;
})
.then((data) => {
console.log(data);
});
console.log("我是同步代码B");
// 输出结果:
// 我是同步代码A
// 我是drive Promise里的代码
// 我是play Promise里的代码
// 我是dinner Promise里的代码
// 我是同步代码B
// 正在开车去商场
// 正在商场玩
// 正在商场吃晚餐

上面代码中,Promise新建后立即执行,所以首先输出的是 Promise里的代码。然后,then方法指定的回调函数,将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行,所以 正在开车去商场…最后输出

有了Promise对象,就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。此外,Promise对象提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。
Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是resolve(异步操作成功时调用)和reject(异步操作失败时调用)。它们是两个函数,由 JavaScript 引擎提供,不用自己部署。
了解:
Promise也有一些缺点。首先,无法取消Promise,一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。其次,如果不设置回调函数,Promise内部抛出的错误,不会反应到外部。第三,当处于pending状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)

async await

ES2017标准引入了async函数,使得异步操作变得更加方便。
async函数是什么?一句话,它就是Generator函数的语法糖
async函数返回一个 Promise 对象,可以使用then方法添加回调函数。当函数执行的时候,一旦遇到await就会先返回,等到异步操作完成,再接着执行函数体内后面的语句。

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function drive() {
setTimeout(() => {
console.log("正在开车去商场");
}, 3000);
}
function play() {
setTimeout(() => {
console.log("正在商场玩");
}, 2000);
}
function dinner() {
setTimeout(() => {
console.log("正在商场吃晚餐");
}, 1000);
}
(async function () {
await drive();
await play();
await dinner();
})();