深入解析JavaScript异步编程:Generator与Async
发布在全栈开发工程师2018年12月31日view:149Grunt,Webpack,Gulp开发调试工具数据结构和算法正则表达式DockerSocket.ioreact-native正则表达式网站安全369CloudHTML独立开发者混合应用开发
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从Promise开始,JavaScript就在引入新功能,来帮助更简单的方法来处理异步编程,帮助我们远离回调地狱。 Promise是下边要讲的Generator/yield与async/await的基础,希望你已经提前了解了它。

在大概ES6的时代,推出了Generator/yield两个关键字,使用Generator可以很方便的帮助我们建立一个处理Promise的解释器。

在ES7左右,我们又得到了async/await这样的语法,可以让我们以接近编写同步代码的方式来编写异步代码(无需使用.then()或者回调函数)。

两者都能够帮助我们很方便的进行异步编程,但同样,这两者之间也是有不少区别的。

Generator

  • Generator是一个函数,可以在函数内部通过yield返回一个值(此时,Generator函数的执行会暂定,直到下次触发.next()) 创建一个Generator函数的方法是在function关键字后添加*标识。

  • 在调用一个Generator函数后,并不会立即执行其中的代码,函数会返回一个Generator对象,通过调用对象的next函数,可以获得yield/return的返回值。 无论是触发了yield还是return,next()函数总会返回一个带有value和done属性的对象。 value为返回值,done则是一个Boolean对象,用来标识Generator是否还能继续提供返回值。 P.S. Generator函数的执行时惰性的,yield后的代码只在触发next时才会执行

function * oddGenerator () {
  yield 1
  yield 3

  return 5
}

let iterator = oddGenerator()

let first = iterator.next()  // { value: 1, done: false }
let second = iterator.next() // { value: 3, done: false }
let third = iterator.next()  // { value: 5, done: true  }

next的参数传递

我们可以在调用next()的时候传递一个参数,可以在上次yield前接收到这个参数:

function * outputGenerator () {
  let ret1 = yield 1
  console.log(`got ret1: ${ret1}`)
  let ret2 = yield 2
  console.log(`got ret2: ${ret2}`)
}
let iterator = outputGenerator()
iterator.next(1)
iterator.next(2) // got ret1: 2
iterator.next(3) // got ret2: 3

为什么第一条log是在第二次调用next时才进行输出的? 这就又要说到上边的Generator的实现了,上边说到了,yield与return都是用来返回值的语法。 函数在执行时遇到这两个关键字后就会暂停执行,等待下次激活。

let ret1 = yield 1//这是一个赋值表达式

就是说会先执行=右边的部分,在=右边执行的过程中遇到了yield关键字,函数也就在此处暂停了,在下次触发next()时才被激活,此时,我们继续进行上次未完成的赋值语句let ret1 = XXX,并在再次遇到yield时暂停。 这也就解释了为什么第二次调用next()的参数会被第一次yield赋值的变量接收到

用作迭代器使用

因为Generator对象是一个迭代器,所以我们可以直接用于for of循环:

但是要注意的是,用作迭代器中的使用,则只会作用于yield return的返回值不计入迭代

function * oddGenerator () {
  yield 1
  yield 3
  yield 5

  return 'won\'t be iterate'
}

for (let value of oddGenerator()) {
  console.log(value)
}
// > 1
// > 3
// > 5

Generator函数内部的Generator 除了yield语法以外,其实还有一个yield*语法,可以粗略的理解为是Generator函数版的[...] 用来展开Generator迭代器的。

function * gen1 () {
  yield 1
  yield* gen2()
  yield 5
}
function * gen2 () {
  yield 2
  yield 3
  yield 4
  return 'won\'t be iterate'
}
for (let value of gen1()) {
  console.log(value)
}
// > 1
// > 2
// > 3
// > 4
// > 5

模拟实现Promise执行器

然后我们结合着Promise,来实现一个简易的执行器。

最受欢迎的类似的库是: co

function run (gen) {
  gen = gen()
  return next(gen.next())

  function next ({done, value}) {
    return new Promise(resolve => {
     if (done) { // finish
       resolve(value)
     } else { // not yet
       value.then(data => {
         next(gen.next(data)).then(resolve)
       })
     }//欢迎加入全栈开发交流圈一起学习交流:864305860
   })//面向1-3年前端人员
  }//帮助突破技术瓶颈,提升思维能力  
}

function getRandom () {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(_ => resolve(Math.random() * 10 | 0), 1000)
  })
}

function * main () {
  let num1 = yield getRandom()
  let num2 = yield getRandom()

  return num1 + num2
}

run(main).then(data => {
  console.log(`got data: ${data}`);
})

一个简单的解释器的模拟(仅作举例说明)

在例子中,我们约定yield后边的必然是一个Promise函数 我们只看main()函数的代码,使用Generator确实能够让我们让近似同步的方式来编写异步代码 但是,这样写就意味着我们必须有一个外部函数负责帮我们执行main()函数这个Generator,并处理其中生成的Promise,然后在then回调中将结果返回到Generator函数,以便可以执行下边的代码。

Async 我们使用async/await来重写上边的Generator例子:

function getRandom () {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(_ => resolve(Math.random() * 10 | 0), 1000)
  })
}

async function main () {
  let num1 = await getRandom()
  let num2 = await getRandom()
                                              //欢迎加入全栈开发交流圈一起学习交流:864305860
  return num1 + num2                           //面向1-3年前端人员
 }                                           //帮助突破技术瓶颈,提升思维能力  
console.log('got data: ${await main()}')

看上去好像我们从Generator/yield换到async/await只需要把*都改为async,yield都改为await就可以了。 所以很多人都直接拿Generator/yield来解释async/await的行为,但这会带来如下几个问题:

1.Generator有其他的用途,而不仅仅是用来帮助你处理Promise

2.这样的解释让那些不熟悉这两者的人理解起来更困难(因为你还要去解释那些类似co的库)

async/await是处理Promise的一个极其方便的方法,但如果使用不当的话,也会造成一些令人头疼的问题

Async函数始终返回一个Promise

一个async函数,无论你return 1或者throw new Error()。 在调用方来讲,接收到的始终是一个Promise对象:

async function throwError () {
  throw new Error()
}
async function returnNumber () {
  return 1
}

console.log(returnNumber() instanceof Promise) // true
console.log(throwError() instanceof Promise)   // true

无论函数是做什么用的,你都要按照Promise的方式来处理它。

Await是按照顺序执行的,并不能并行执行

JavaScript是单线程的,这就意味着await一只能一次处理一个,如果你有多个Promise需要处理,则就意味着,你要等到前一个Promise处理完成才能进行下一个的处理,这就意味着,如果我们同时发送大量的请求,这样处理就会非常慢,one by one:

 const bannerImages = []

 async function getImageInfo () {
   return bannerImages.map(async banner => await getImageInfo(banner))
 }

这样的四个定时器,我们需要等待4s才能执行完毕:

function delay () {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000))
}
let tasks = [1, 2, 3, 4]
async function runner (tasks) {
  for (let task of tasks) {
    await delay()
  }
}
console.time('runner')//欢迎加入全栈开发交流圈一起学习交流:864305860
await runner(tasks)//面向1-3年前端人员  
console.timeEnd('runner')//帮助突破技术瓶颈,提升思维能力

对于这种情况,我们可以进行如下优化:

function delay () {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000))
}
let tasks = [1, 2, 3, 4]
async function runner (tasks) {
  tasks = tasks.map(delay)
  await Promise.all(tasks)
}
console.time('runner')
await runner(tasks)
console.timeEnd('runner')

Promise对象在创建时就会执行函数内部的代码,也就意味着,在我们使用map创建这个数组时,所有的Promise代码都会执行,也就是说,所有的请求都会同时发出去,然后我们通过await Promise.all来监听所有Promise的响应。

结论

Generator与async function都是返回一个特定类型的对象:

Generator: 一个类似

{ value: XXX, done: true }//这样结构的Object

Async: 始终返回一个Promise,使用await或者.then()来获取返回值

Generator是属于生成器,一种特殊的迭代器,用来解决异步回调问题感觉有些不务正业了。。 而async则是为了更简洁的使用Promise而提出的语法,相比Generator + co这种的实现方式,更为专注,生来就是为了处理异步编程。

async也是用了好久,就让Generator去做这些该做的事情吧。 结语

感谢您的观看,如有不足之处,欢迎批评指正。

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WRITTEN BY
前端攻城小牛
你所谓的稳定不过是在浪费生命
TA的新浪微博
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全栈开发工程师

往前端这条不归路再次迈进

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