JavaScript 生成器函数详解：优雅处理异步任务流

目录

1. 生成器函数的定义和使用

2. 暂停和恢复执行

3. 与其他语言特性的配合使用

Iterator Protocol 迭代器协议 

解构赋值 

生成器和 Promise 的组合使用 

        使用 Promise：

        使用 async/await：

委托给另外一个Generator函数

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        Generators 是 JavaScript 中的一种特殊函数，它们可以暂停执行并根据需要生成多个值。通过 yield 关键字，生成器函数可以在每次被调用时产生一个新值，这使得它们非常适合处理大量数据或需要延迟计算的场景。本文将详细介绍 generators 的作用、用法以及与其他语言特性的配合使用。

1. 生成器函数的定义和使用

        生成器函数是通过一个特殊的函数关键字 function* 来定义的。在生成器函数内部，可以使用 yield 关键字来指定需要生成的值。以下是生成器函数的示例：

function* myGenerator() {
    yield 'Apple';
    yield 'Banana';
    yield 'Cherry';
}

const generator = myGenerator();

console.log(generator.next()); // 输出: { value: 'Apple', done: false }
console.log(generator.next()); // 输出: { value: 'Banana ', done: false }
console.log(generator.next()); // 输出: { value: 'Cherry', done: false }
console.log(generator.next()); // 输出: { value: undefined, done: true }

        通过调用生成器函数，我们可以获得一个生成器对象 generator。每次调用 generator.next() 都会返回一个包含 value 和 done 属性的对象。

• value 表示下一个生成的值。
• done 表示是否还有更多的值需要生成。当所有值都被生成后，done 为 true。

2. 暂停和恢复执行

        生成器函数的强大之处在于它们能够暂停和恢复执行，这意味着可以在需要时延迟计算或逐步处理大量数据，而不是一次性全部处理。以下示例展示了如何利用生成器函数处理大型数据集：

function* generateNumbers() {
    for (let i = 0; i <= 1000000; i++) {
        yield i;
    }
}

const numbersGenerator = generateNumbers();

for (let number of numbersGenerator) {
    console.log(number);
}

        在上述示例中，我们定义了一个生成器函数 generateNumbers()，它会生成一个从 0 到 1000000 的数字序列。通过 yield 关键字，每次循环都会产生一个新的数字，并在迭代过程中输出到控制台。通过这种方式，我们可以逐步处理巨大的数据集，避免一次性加载整个数据集导致的性能问题。

3. 与其他语言特性的配合使用

        生成器函数在与其他 JavaScript 特性结合使用时，可以发挥更大的作用。

• Iterator Protocol 迭代器协议 

        由于生成器函数返回的是一个可迭代对象，因此可以通过 for...of 循环来逐个访问生成的值。

function* shoppingList() {
    yield 'Milk';
    yield 'Eggs';
    yield 'Bread';
}

const myCart = shoppingList();

for (let item of myCart) {
    console.log(item);
}

• 解构赋值 

        可以通过在生成器函数中使用解构赋值来获取生成的值的特定部分：

function* personDetails() {
    yield ["John", "Doe"];
    yield ["Jane", "Smith"];
}

const fullNameGenerator = personDetails();

for (let [firstName, lastName] of fullNameGenerator) {
    console.log(firstName, lastName);
}

• 生成器和 Promise 的组合使用 

        生成器函数与异步编程结合使用，可以实现更灵活的控制流，简化异步操作的处理。下面我们分别介绍在生成器函数中如何使用 Promise 和 async/await 来处理异步编程。

        使用 Promise：

function fetchTodos() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(['Todo 1', 'Todo 2', 'Todo 3']);
    }, 2000);
  });
}

function* todoGenerator() {
  yield fetchTodos();
}

let generator = todoGenerator();
let promise = generator.next().value;

promise.then(todos => {
  console.log(todos);  // ['Todo 1', 'Todo 2', 'Todo 3']
});

        在上述代码中，我们定义了一个异步函数 fetchTodos()，它返回一个 Promise 对象，在 2 秒钟后会 resolve 一个包含待办事项的数组。然后，我们定义了一个生成器函数 todoGenerator()，其中通过 yield 关键字将 fetchTodos() 函数作为生成器的值进行暂停。

        在生成器对象上调用 next() 方法后，我们可以获取到 fetchTodos() 返回的 Promise 对象，然后可以使用 .then() 方法处理该 Promise 的结果。

        使用 async/await：

function fetchTodo() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve('Todo');
    }, 2000);
  });
}

function* todoGenerator() {
  try {
    let result = yield fetchTodo();
    console.log(result); // 'Todo'
    console.log('Generator continues...');

    // 可以在生成器函数中根据需要使用多个异步操作
    let anotherResult = yield someAsyncOperation();
    console.log(anotherResult);
    
    // ...
  } catch (error) {
    console.error(error);
  }
}

async function main() {
  const generator = todoGenerator();

  try {
    while (true) {
      const { value, done } = generator.next();
      
      if (done) {
        break;
      }

      await value;
    }
  } catch (error) {
    console.error(error);
  }
}

main();

        在上面的示例中：

1. fetchTodo() 函数返回一个 Promise 对象，表示获取待办事项。生成器函数 todoGenerator() 使用 yield 暂停执行，并等待该 Promise 结果。

2. 在 main() 函数中，我们创建了一个迭代器对象 generator，通过循环并使用 await 关键字来依次执行生成器函数中的异步操作。

3. 生成器函数中可以根据需要使用多个异步操作，使用 yield 暂停执行并等待每个操作完成。捕获可能的错误，可以使用 try-catch 块。

        PS. 生成器函数本身并不返回 Promise 对象，因此我们需要将生成器函数与 main() 函数结合使用，以确保异步操作按照预期顺序执行。

        总的来说，通过在生成器函数中结合 Promise、async/await 等异步编程特性，可以使生成器函数的控制流更加灵活、简洁和可读，从而提升异步编程的开发体验。

• 委托给另外一个Generator函数

        委托（delegating）给另一个 Generator 函数是 Generator 函数在使用上的一种常见用法，它允许一个生成器函数调用另一个生成器函数，并将后者的生成器值逐个 yield 出来。这种委托机制可以简化代码结构，提高可读性，同时灵活地处理多个生成器之间的协作关系。

        示例代码：

function* generator1() {
  yield 1;
  yield 2;
}

function* generator2() {
  yield 'a';
  yield 'b';
}

function* combinedGenerator() {
  yield* generator1();  // 委托generator1()
  yield* generator2();  // 委托generator2()
  yield 'Final value';
}

let generator = combinedGenerator();

console.log(generator.next());  // { value: 1, done: false }
console.log(generator.next());  // { value: 2, done: false }
console.log(generator.next());  // { value: 'a', done: false }
console.log(generator.next());  // { value: 'b', done: false }
console.log(generator.next());  // { value: 'Final value', done: false }
console.log(generator.next());  // { value: undefined, done: true }

        在上述代码中，我们定义了三个生成器函数：generator1()、generator2() 和 combinedGenerator()。其中，combinedGenerator() 是我们将要创建的委托生成器函数。

        在 combinedGenerator() 中，通过使用 yield* 表达式，我们可以将执行权委托给其他生成器函数，即将 generator1() 和 generator2() 的生成器值依次逐个 yield 出来。这样，在使用 combinedGenerator() 生成的生成器对象上调用 next() 方法时，它会检查当前生成器函数是否有委托的生成器函数可供调用。

        值得注意的是，通过委托给其他生成器函数，不仅可以在合并生成器值时保持代码的模块化和可复用性，还可以处理更复杂的生成器协作场景。在实际开发中，你还可以根据具体需求嵌套多个委托关系，以实现更灵活和高效的生成器编程。

        另外如果在委托生成器函数中发生异常（如：委托的生成器函数中出现错误、被主动生成器函数提前结束），该异常会被传递回主生成器函数并抛出。

        通过委托机制，JavaScript 中的 Generator 函数能够更好地组织和控制生成器之间的协作关系，使得代码更具可读性、可维护性，并且支持构建复杂的生成器流程。