前言
異步編程從早期的 callback、事件發布/訂閱模式到 ES6 的 Promise、Generator 在到 ES2017 中 async,看似風格迥異,但是還是有一條暗線將它們串聯在一起的,就是希望將異步編程的代碼表達盡量地貼合自然語言的線性思維。
以這條暗線將上述幾種解決方案連在一起,就可以更好地理解異步編程的原理、魅力。
├── 事件發布/訂閱模式 <= Callback
├── Promise <= 事件發布/訂閱模式
├── Async、Await <= Promise、Generator
事件發布/訂閱模式 <= Callback
這個模式本質上就是回調函數的事件化。它本身并無同步、異步調用的問題,我們只是使用它來實現事件與回調函數之間的關聯。比較典型的有 NodeJS 的 events 模塊
const { EventEmitter } = require('events')const eventEmitter = new EventEmitter()// 訂閱eventEmitter.on("event", function(msg) {console.log("event", msg)})// 發布eventEmitter.emit("event", "Hello world")
那么這種模式是如何與 Callback 關聯的呢?我們可以利用 Javascript 簡單實現 EventEmitter,答案就顯而易見了。
class usrEventEmitter {constructor () {this.listeners = {}}// 訂閱,callback 為每個 event 的偵聽器on(eventName, callback) {if (!this.listeners[eventName]) this.listeners[eventName] = []this.listeners[eventName].push(callback)}// 發布emit(eventName, params) {this.listeners[eventName].forEach(callback => {callback(params)})}// 注銷off(eventName, callback) {const rest = this.listeners[eventName].fitler(elem => elem !== callback)this.listeners[eventName] = rest}// 訂閱一次once(eventName, callback) { const handler = function() {callback()this.off(eventName, handler)}this.on(eventName, handler)}}
上述實現忽略了很多細節,例如異常處理、多參數傳遞等。只是為了展示事件訂閱/發布模式。
很明顯的看出,我們使用這種設計模式對異步編程做了邏輯上的分離,將其語義化為
// 一些事件可能會被觸發eventEmitter.on// 當它發生的時候,要這樣處理eventEmitter.emit
也就是說,我們將最初的 Callback 變成了事件監聽器,從而優雅地解決異步編程。
Promise <= 事件發布/訂閱模式
使用事件發布/訂閱模式時,需要我們事先嚴謹地設置目標,也就是上面所說的,必須要縝密地設定好有哪些事件會發生。這與我們語言的線性思維很違和。那么有沒有一種方式可以解決這個問題,社區產出了 Promise。
const promise = new Promise(function(resolve, reject) {try {setTimeout(() => {resolve('hello world')}, 500)} catch (error) {reject(error)}})// 語義就變為先發生一些異步行為,then 我們應該這么處理promise.then(msg => console.log(msg)).catch(error => console.log('err', error))
那么這種 Promise 與事件發布/訂閱模式有什么聯系呢?我們可以利用 EventEmitter 來實現 Promise,這樣可能會對你有所啟發。
我們可以將 Promise 視為一個 EventEmitter,它包含了 { state: 'pending' } 來描述當前的狀態,同時偵聽它的變化
具體實現如下
const { EventEmitter } = require('events')class usrPromise extends EventEmitter {// 構造時候執行constructor(executor) {super()// 發布const resolve = (value) => this.emit('resolve', value)const reject = (reason) => this.emit('reject', reason)if (executor) {// 模擬 event loop,注此處利用 Macrotask 來模擬 MicrotasksetTimeout(() => executor(resolve, reject))}}then(resolveHandler, rejectHandler) {const nextPromise = new usrPromise()// 訂閱 resolve 事件if (resolveHandler) {const resolve = (data) => {const result = resolveHandler(data)nextPromise.emit('resolve', result)}this.on('resolve', resolve)}// 訂閱 reject 事件if (rejectHandler) {const reject = (data) => {const result = rejectHandler(data)nextPromise.emit('reject', result)}this.on('reject', reject)} else {this.on('reject', (data) => {promise.emit('reject', data)})}return nextPromise}catch(handler) {this.on('reject', handler)}}
我們使用 then 方法來將預先需要定義的事件偵聽器存放起來,同時在 executor 中設定這些事件該在什么時候實行。
可以看出從事件發布/訂閱模式到 Promise,帶來了語義上的巨大變革,但是還是需要使用 new Promise 來描述整個狀態的轉換,那么有沒有更好地實現方式呢?
async、await <= Promise、Generator
async、await 標準是 ES 2017 引入,提供一種更加簡潔的異步解決方案。
async function say(greeting) {return new Promise(function(resolve, then) {setTimeout(function() {resolve(greeting)}, 1500)})};(async function() {let v1 = await say('Hello')console.log(v1)let v2 = await say('World')console.log(v2)})()
await 可以理解為暫停當前 async function 的執行,等待 Promise 處理完成。。若 Promise 正常處理(fulfilled),其回調的resolve函數參數作為 await 表達式的值。
async、await 的出現,減少了多個 then 的鏈式調用形式的代碼。下面我們結合 Promise 與 Generator 來實現 async、await
function async(makeGenerator) {return function() {const generator = makeGenerator.apply(this, arguments)function handle({ value, done }) {if (done === true) return Promise.resolve(value)return Promise.resolve(value).then((res) => {return handle(generator.next(res))},function(err) {return handle(generator.throw(err))})}try {return handle(generator.next())} catch (ex) {return Promise.reject(ex)}}}async(function*() {var v1 = yield say('hello')console.log(1, v1)var v2 = yield say('world')console.log(2, v2)})()
本質上就是利用遞歸完成 function* () { ... } 的自動執行。相比與 Generator 函數,這種形式無需手動執行,并且具有更好的語義。
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