javascript等待异步线程完成_Part1·JavaScript 深度剖析 - JavaScript 异步编程

2.1异步编程概述

• JavaScript采用单线程模式工作的原因

设计初衷：因为js最早就是运行在浏览器上的脚本语言，目的是为了实现页面上的动态交互，而实现页面交互的核心是DOM操作，这也就决定了js必须使用单线程模型，否则会出现复杂的线程同步问题：

假定我们在js项目中同时有多个线程进行工作，其中一个线程修改了某一个DOM元素而另外一个线程又删除了这个DOM元素，则浏览器就无法明确该以哪个线程的工作为准。

• 这里所说的单线程就是JS执行环境中负责执行代码的线程只有一个
• 优点：更安全 更简单
• 缺点：如果遇到一个特别耗时的任务，后面的任务就要去排队，等待这个任务的结束，导致整个程序执行被拖延，存在假死的情况
• 为了解决耗时任务阻塞执行的这种问题 JavaScript将任务的执行模式分成了两种
  • 同步模式(Synchronsous)
  • 异步模式(Asynchronous)

2.2同步模式/异步模式

同步模式

• 指代码中的任务依次执行
• 后一个任务必须等待前一个任务结束才能够开始执行
• 执行顺序与代码编写顺序一致

console

异步模式

• 不会去等待这个任务的结束才开始下一个任务
• 对于耗时操作，开启过后就立即往后执行下一个任务
• 后续逻辑一般会通过回调函数的方式定义
• 在内部，耗时任务完成过后就会自动执行回调函数
• 没有这种模式，单线程的JavaScript语言就无法同时处理大量耗时任务
• 难点：代码执行顺序混乱

console

在这里我们特别需要去注意的一点是：JavaScript它确实是单线程的，而我们的浏览器它并不是单线程的。

更具体一点来说，我们通过JavaScript去调用的某项内部的API它并不单线程的。例如我们使用到的倒计时器，它内部会有一个单独的线程去负责倒数，在时间到了之后我将回调放入到消息队列。

同步模式/异步模式并不是指写代码的方式，而是运行环境提供的API是同步或异步模式的方式工作。 - 注意：所谓的同步或是异步其实是运行环境提供的API是以同步或异步模式的方式工作的

2.3回调函数

• 由调用者定义，交给执行者执行的函数就是回调函数
• 回调函数是所有异步编程方案的根基

// 回调函数

除了传递回调函数这种形式以外，还有几种常见异步实现方式，例如：事件机制、发布/订阅

2.4Promise (一种更优的异步编程统一方案)

Promise概述

前面提到回调函数的重要性，但是直接使用传统回调方式去完成复杂的异步流程就无法避免大量的回调函数嵌套，就会导致回调地狱问题。

// 回调地狱，只是示例，不能运行

为了避免此问题，CommonJS社区提出了Promise的规范，目的就是为异步编程去提供一种更合理，更强大的统一解决方案，在ES2015被标准化，成为语言规范Promise，实际上就是一个对象，用来表示一个异步任务，最终结束过后究竟是成功或是失败。

// Promise 基本示例

需要注意的是：即便Promise当中没有任何的异步操作，then方法中指明的回调函数仍然会回到任务队列中排队，必须要等待同步代码全部执行完了才会执行。

Promise常见误区

// Promise 方式的 AJAX

通过案例，我们发现Promise的本质也是使用回调函数，定义的异步任务结束后所需要执行的任务。

回调函数通过then方法传递Promise将回调分为成功onFulfilled、失败onRejected。

对于某些例子，还会出现then嵌套，这种嵌套使用的方式是使用Promise最常见的错误。

// 嵌套使用 Promise 是最常见的误区

正确做法：借助于Promise的then方法链式调用的特点，尽可能保证异步任务的扁平化。

Promise链式调用

promise

• 其中onRejected其实是可以省略掉的。

then方法最大的特点是：内部也会返回一个Promise对象，但他们并不是同一个，所以并不是在方法内部通过this返回的链式调用。

这里的then方法返回的是一个全新的Promise对象，为了实现Promise链，每一个承诺都可以负责一个异步任务，相互之间没有什么影响，这样就可以避免不必要的回调嵌套，从而保证代码的扁平化。

ajax

• 总结：
• Promise对象的then方法会返回一个全新的Promise对象，所以就可以使用链式调用的方式去添加then方法。
• 后面的then方法就是在为上一个then返回的Promise注册回调。
• 前面then方法中回调函数的返回值会作为后面then方法回调的参数。
• 如果回调中返回的是Promise，那后面then方法的回调会等待他的结束

Promise异常处理

• 使用Promise实例的catch方法去注册onRejected回调
• 其实catch方法是then方法的一个别名
• catch更适合链式调用
• 使用onRejected只能捕获到当前promise的异常

// 使用 catch 注册失败回调是更常见的

• 如果在then方法中返回了第二个Promise，且这个Promise在执行过程中异常，那我们使用第二个参数去注册的失败回调是捕获不到第二个函数的异常的，因为它只是给第一个Promise注册的失败回调。

// 全局捕获 Promise 异常，类似于 window.onerror

• 可以在全局对象注册unhandledrejection事件去处理代码中没有被捕获到的Promise异常
  • 不推荐，更合适的做法是在代码中明确捕获每一个可能的异常，而不是丢给全局统一处理。

静态方法 Promise.resoler()

• 快速的把一个值转换为一个Promise对象

Promise

静态方法 Promise.reject()

• 快速创建一个失败的Promise对象

// Promise.reject 传入任何值，都会作为这个 Promise 失败的理由

并行执行 Promise.all()

var 

1. 接收的是一个数组，数组中的每一个元素都是一个Promise对象，可以把这些promise看作一个个异步任务，这个方法会返回一个全新的Promise对象。
2. 当内部所有的Promise都完成过后，返回的这个全新的Promise才会完成。
3. 拿到的是一个数组，包含每一个异步执行的结果，均成功才成功。

这里我们综合使用一下串联和并行执行的这两种方式：

ajax

并行执行 Promise.race()

• 可以把多个Promise对象组合成一个全新的Promise对象

// Promise.race 实现超时控制

• 与Promise.all()不同
  • Promise.all()等待所有任务成功结束才会成功完成
  • Promise.race()只会等待第一个结束的任务,只要有任何一个任务完成,返回的这个新的Promise对象也就会完成

Promise执行时序

Promise异步执行顺序的特殊处

// 微任务

• 宏任务/微任务
  • 回调队列中的任务称之为宏任务执行过程中可以临时加上一些额外需求，对于这些需求，可以选择作为一个新的宏任务进到队列中排队。例如：setTimeout
  • 也可以做为当前任务的微任务直接在当前任务执行过后立即执行，而不是到整个队伍的末尾去重新排队。例如：Promise

微任务的目的

• 提高整体的响应能力
  • Promise & MutationObserver & node中的process.nextTick

2.5Generator异步方案

• ES2015提供的Generator生成器函数

为什么要引入Generator

• 传统的JavaScript异步的实现是通过回调函数来实现的，但是这种方式有两个明显的缺陷：
• 缺乏可信任性：例如我们发起ajax请求的时候是把回调函数交给第三方进行处理，期待它能执行我们的回调函数，实现正确的功能。
• 缺乏顺序性：众多回调函数嵌套使用，执行的顺序不符合我们大脑常规的思维逻辑，回调逻辑嵌套比较深的话，调试代码时可能会难以定位。

Promise恢复了异步回调的可信任性，而Generator正是以一种看似顺序、同步的方式实现了异步控制流程，增强了代码可读性。

Generator概念

1. Generator(生成器)是一类特殊的函数，跟普通函数声明时的区别是加了一个*号。

function 

1. Iterator(迭代器)：当我们实例化一个生成器函数之后，这个实例就是一个迭代器。可以通过next()方法去启动生成器以及控制生成器的是否往下执行。
2. yield/next：用来控制代码的执行顺序。通过yield语句可以在生成器函数内部暂停代码的执行使其挂起，此时生成器函数仍然是运行并且是活跃的，其内部资源都会保留下来，只不过是处在暂停状态。
3. 在迭代器上调用next()方法可以使代码从暂停的位置开始继续往下执行。

// Generator 配合 Promise 的异步方案

我们可以优化封装一下

function 

像这样的生成器函数在社区中早就有一个更完善的库，就叫做co

2.6Async/Await语法糖

1. 相比于Generator最大的好处它不需要再配合一个类似co这样的执行器，因为他是语言层面的标准异步编程语法。

async 

1. 其次 Async函数可以给我们返回一个Promise对象，这样更利于我们对整体代码进行控制。
2. 除此之外，还有一个点需要注意：async中使用的await关键词，只能出现在async函数内部，它不能直接在外部也就是最顶层作用于使用。