《javascript高级程序设计》学习笔记 | 11.1.异步编程

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异步编程

• ES6 新增了正式的Promise引用类型，支持更优雅地定义和组织异步逻辑
• 接下来的几个版本，使用async和await关键字定义异步函数的机制

相关代码 →

同步与异步

• 同步行为在内存中顺序执行处理器指令

  • 每条指令都在单个线程中按出现顺序执行
  • 每条指令执行后，都可以推断出程序的状态，并立即获得存储在系统本地（或寄存器或系统内存）的信息

let x = 3 // 操作系统在栈内存上分配一个存储浮点数值的空间
x = x + 4 // 针对这个值做一次数学计算，并把计算结果写回之前分配的内存中

• 异步行为类似于系统中断

  • 当前进程外部的实体可以触发代码执行，通常在定时回调中执行
  • 执行线程不知道何时将信息存储到系统本地（或寄存器或系统内存），取决于回调合适从消息队列出列并执行

let x2 = 3 // 操作系统在栈内存上分配一个存储浮点数值的空间
setTimeout(() => {
  x = x + 4 // 执行线程不知道x值何时会改变，取决于回调何时从消息队列出列并执行
}, 1000)

以往的异步编程方式

• 早期的 JS 只支持回调函数表明异步操作，串联多个异步操作需深度嵌套回调函数（回调地狱）

function double(value) {
  setTimeout(() => {
    setTimeout(() => {
      console.log(value * 2)
    }, 2000) // 2000毫秒后，JS运行时会把回调函数推到消息队列上等待执行
  }, 1000) // 1000毫秒后，JS运行时会把回调函数推到消息队列上等待执行
}
double(3) // 6(约3000毫秒后)，double()函数在setTimeout成功调度异步操作后，立即退出

异步返回值

• 若setTimeout操作返回有用的值，可给异步操作提供一个回调，把这个值传给需要它的地方

function double2(value, callback) {
  setTimeout(() => {
    callback(value * 2) // 1000毫秒后，把回调函数推到消息队列上
  }, 1000)
}
double2(3, (x) => console.log(`I was given: ${x}`)) // 'I was given: 6'(约1000毫秒后)

失败处理

• 在回调模型中做异步操作的失败处理（成功回调 & 失败回调）
• 该方法已不可取，因为必须在初始化异步操作时定义回调，异步函数返回值只在短时间内存在，必须预备好将该返回值作为参数的回调才能接收到它

function double3(value, success, failure) {
  setTimeout(() => {
    // 必须在初始化异步操作时定义回调
    try {
      if (typeof value !== 'number') {
        throw 'Must provide number as first argument'
      }
      success(value * 2)
    } catch (error) {
      failure(error)
    }
  }, 1000)
}
const successCallback = (x) => console.log(`Success: ${x}`)
const failureCallback = (e) => console.log(`Failure: ${e}`)
double3(3, successCallback, failureCallback) // 'Success: 6'(约1000毫秒后)
double3('3', successCallback, failureCallback) // 'Failure: Must provide number as first argument'(约1000毫秒后)

嵌套异步回调

• 若异步返回值依赖另一个异步返回值，则需要嵌套回调（回调地狱，不具有扩展性，代码难以维护）

function double4(value, success, failure) {
  setTimeout(() => {
    try {
      if (typeof value !== 'number') {
        throw 'Must provide number as first argument'
      }
      success(value * 2)
    } catch (error) {
      failure(error)
    }
  }, 1000)
}
const successCallback2 = (x) => {
  double4(x, (y) => console.log(`Success: ${y}`)) // 异步返回值依赖另一个异步返回值，嵌套回调产生“回调地狱”
}
const failureCallback2 = (e) => console.log(`Failure: ${e}`)
double4(3, successCallback2, failureCallback2) // 'Success: 12'(约2000毫秒后)

总结 & 问点

• 在执行线程和内存存储方面，同步行为和异步行为有哪些区别？
• 写一段代码，将 setTimeout 的返回值作为回调传给函数，并执行这个函数获取结果
• 写一段代码，在回调模型中做异步操作的成功/失败处理，并说说为什么该方法已经不可取
• 回调地狱是如何形成的？其有什么缺点？