通过Iterator控制Promise.all的并发数

背景

异步是 js 一个非常重要的特性，但很多时候，我们不仅仅想让一系列任务并行执行，还想要控制同时执行的并发数，尤其是在针对操作有限资源的异步任务，比如文件句柄，网络端口等等。

看一个例子。

function sleep(ms) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}

// simulate an async work that takes 1s to finish
async function execute(id) {
  console.log(`start work ${id}`);
  await sleep(1000);
  console.log(`work ${id} done`);
}

Promise.all([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].map(execute));

输出结果：

"start work 1"
"start work 2"
"start work 3"
"start work 4"
"start work 5"
"start work 6"
"start work 7"
"start work 8"
"start work 9"
"work 1 done"
"work 2 done"
"work 3 done"
"work 4 done"
"work 5 done"
"work 6 done"
"work 7 done"
"work 8 done"
"work 9 done"

可以看到，所有的 work 都同时开始执行了。

现在，如果我们想让这些 work 每次只执行 2 个，2 个完成之后再继续后面的 2 个，即并发数为 2 应该怎么做呢？

解决方案

控制Promise的生成是关键

我们知道，Promise.all并不会触发Promise的执行，真正触发执行的是创建Promise本身，换句话说，Promise在生成的一瞬间就已经开始执行了！因此，如果要控制Promise的并发，我们就要控制Promise的生成。

通过Iterator控制并发数

常见的解决方案是通过一个函数接收并发任务数组，并发函数，并发数 3 个参数，根据并发数，监控Promise的完成状态，批量创建新的Promise，从而达到控制Promise生成的目的。

现在，我们来尝试另外一个思路，通过Iterator来控制并发数。

同时遍历同一个Iterator会发生什么？

让我们先来看一个简化的例子。

// Array.values returns an Array Iterator
const iterator = [1, 2, 3].values();

for (const x of iterator) {
  console.log(`loop x: ${x}`);

  for (const y of iterator) {
    console.log(`loop y: ${y}`);
  }
}

输出结果：

"loop x: 1"
"loop y: 2"
"loop y: 3"

注意到没有？y 循环接着 x 循环继续，并且 2 个循环都在所有元素遍历完之后结束了！这正是我们要利用的特性。
对 Iterator 不熟悉的同学可以参考 MDN 文章：https://developer.mozilla.org...

用Iterator改造 work 的例子

让我们用Iterator的这个特性来改造最开始的 work 例子。

// generate workers according to concurrency number
// each worker takes the same iterator
const limit = concurrency => iterator => {
  const workers = new Array(concurrency);
  return workers.fill(iterator);
};

// run tasks in an iterator one by one
const run = func => async iterator => {
  for (const item of iterator) {
    await func(item);
  }
};

// wrap limit and run together
function asyncTasks(array, func, concurrency = 1) {
  return limit(concurrency)(array.values()).map(run(func));
}

Promise.all(asyncTasks(tasks, execute, 2));

输出结果：

"start work 1"
"start work 2"
"work 1 done"
"start work 3"
"work 2 done"
"start work 4"
"work 3 done"
"start work 5"
"work 4 done"
"start work 6"
"work 5 done"
"start work 7"
"work 6 done"
"start work 8"
"work 7 done"
"start work 9"
"work 8 done"
"work 9 done"

结果和我们预想的一样，每次只同时执行两个异步任务直到所有任务都执行完毕。

不过，这个方案也不是完美无缺。主要问题在于，如果某个 worker 在执行过程中出错了，其余的 worker 并不会因此停止工作。也就是说，上面的例子中，如果 worker 1 出现异常停止了，worker 2 会独自执行剩下所有任务，直到全部完毕。因此，如果想要时刻保持 2 个并发，最简单的方法是给每个execute方法添加catch。

尽管不够完美，将Iterator作为控制Promise创建，也不失为一种简单有效的控制异步并发数的简单方法。

当然，实际项目中，还是尽量避免重复造轮子，p-limit，async-pool甚至bluebird都是简单易用的解决方案。