前端异步编程的六种实现方式，这些你都知道吗？

我们都知道JS是单线程，单线程就是一个时间内只能执行一个任务。也就是程序运行是同步，下一步的程序必须等到上一步程序运行完再运行。

同步机制会很大程度影响到实际的开发和用户体验，一段js代码如果长时间执行就会卡在原地从而影响后面代码的执行，会导致页面卡死，浏览器响应过慢出现“假死”。

为了解决这一问题就有了异步编程！

一、回调函数

异步编程最基本的方法

• 优点：简单，易于理解
• 缺点：不利于维护、代码耦合高、使用不当容易引起内存泄漏，每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误，不能直接 return

例1：假设有两个函数f1(),f2()，f2()需等待f1()的执行结果

//两个函数f1(),f2()
f1()
f2()

function f1(callback){
    setTimeout(function(){
        //f1代码执行内容
        ......
        callback()
    },1000)
}

//上面的函数执行即可改为异步
f1(f2())

例2：发送ajax请求

回调函数有一个致命弱点，就是容易写出回调地狱（Callback hell）。假设多个请求存在依赖性，可能就会如下层层嵌套：

ajax(url, () => {
    // 处理逻辑
    ajax(url1, () => {
        // 处理逻辑
        ajax(url2, () => {
            // 处理逻辑
        })
    })
})

二、事件监听

异步任务的执行不取决于代码的执行顺序，而取决于某个事件的触发。

• 优点：容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以“去耦合”，有利于实现模块化。
• 缺点：整个程序变成事件驱动的，运行流程变得很不清晰，难以看出主流程

两个函数：f1()，f2()，f2要等到f1执行完成后再执行！

f1.on('done',f2);

上面代码的意思是：当f1触发done事件，再执行f2！

对f1函数进行改写：

function f1(){
    setTimeout(function(){
        //执行函数体内容
        .....
        f1.tigger('done');
    },1000)
}

f1.tigger('done')表示，执行完成后立即触发done事件，执行f2。

三、发布/订阅（观察者模式）

类似于一个信号中心，有人发布信息，有人订阅信息。在执行某个任务时你需要接收到信息然后再去执行，那么就必须要有人去发信息给你这个执行任务的信号！这种的模式就叫做“发布/订阅”模式（publish-subscribe pattern），又称为“观察者模式”！和事件监听有些类似。

优点：与事件监听类似，容易理解，可以有多个订阅个信号，可以通过查看“消息中心”，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

同样两个函数：f1()，f2()，f2要等到f1执行完成后再执行！

对如上的f1进行改写：

function f1(){
    setTimeout(function(){
        //......
        //jQuery为信号中心，jQuery发布信号'done'
        jQuery.publish('done')
    },1000)
}

f2向信号中心jQuery订阅'done'信号

jQuery.subscribe('done',f2)

上面代码jQuery.publish('done')的意思是，f1执行完成后，向信号中jQuery发布done信号，从而引发f2的执行。

f2完成执行后，可以取消订阅（unsubscribe）

jQuery.unsubscribe('done',f2)

四、Promise/A+

Promise本意是承诺，在程序中意思是承诺在一段时间后返回一个正确或者错误的结果，然后执行后面的操作。异步操作就是这个意思！等待一个程序的结果然后再执行另一个程序。例如：网络请求，读取本地文件等等。

1、Promise的三种状态

• Pending----Promise对象实例创建时候初始状态
• Fulfilled-----可以理解为成功状态
• Rejected----可以理解为失败的状态

承诺一旦从等待的状态改变为其它的状态后就不能再更改状态了！！！

一旦状态从pending变为resolved后就不能再变为rejected

let p = new Promise((resolve,reject)=>{
    // ....一些 其它的代码
    
    if(/*异步操作成功*/){
        resolve('success')
    }else{
        reject('reject')
    }
})

p.then(
    value=>{
        //成功
        console.log(value)
    },
    error=>{
        //失败
        console.log(error)
    }
)

      当在构造函数Promise的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log('new Promise')
    resolve('success')
})
console.log('end')
//new Promise , end

2、Promise的链式调用

• 每次调用返回的都是一个新的Promise实例（这就是then可以链式调用的原因）
• 如果then方法中返回的是一个结果的话会把这结果传递到下一次then中的成功回调
• 如果then出现了异常，会走下一个then的失败回调
• 在then中使用了return，那么return的值会被Promise.resolve()包装
• then中可以不传递参数，如果不传递会透到下一个then中
• catch会捕获到没有捕获的异常

        例子：

Promise.resolve(1).then(res=>{
    console.log(res)// 1
    return 2 //被包装成Promise.resolve(2)
}).catch(err=>console.log('err')).then(res=>{
    console.log(res) // 2
})

Promise不仅能够捕获错误信息，而且还能很好的解决回调地狱的问题，可以把之前的ajax回调地狱例子改为如下代码：

ajax(url).then(res=>{
    console.log(res)
    return ajax(url1)
}).then(res=>{
    console.log(res)
    return ajax(url2)
}).then(res=>
    console.log(res)
)

存在缺点：无法取消Promise，错误需要通过回调函数捕获。

一个完整的通过Promise封装的ajax请求案例可以很清楚的了解到Promise，axios就是这么实现的：

        1.本地创建一个json文件，来模拟请求返回的数据

        2.Promise封装请求

//Promise封装ajax请求
    function getJson(url) {
        const promise = new Promise((resolve, reject) => {
            const handle = function () {
                if (this.readyState !== 4) {
                    return
                }
                if (this.status === 200) {
                    resolve(this.response);
                } else {
                    reject(new Error(this.statusText));
                }
            };
            const client = new XMLHttpRequest();
            client.open('GET', url);
            client.responseType = 'json';
            client.setRequestHeader("Accept", "application/json");
            client.onreadystatechange = handle;
            client.send();
        });
        return promise
    }
    getJson('/post.json').then(
        function (res) {
            console.log(res);
            //请求成功后返回json数据
            /* 
                {
                    "name": "张三",
                    "age": "20",
                    "sex": "男"
                }
            */
        },
        function (error) {
            console.log(error);
        }
    )

---

五、生成器Generators/yield

Generator函数是es6提供的一种解决异步编程的方案，Generator函数特点是可以控制函数的执行。

• Generator函数内部有多个状态
• 调用Generator函数会返回一个内部指针（遍历器）g，这是Generator函数不同于其它函数的地方，执行它不会返回明确的结果，而是返回一个指针对象。调用指针对象的next方法，会移动内部的指针（执行任务的第一段），指向第一个遇到的yield语句（暂停），返回yield后面的表达式的值。

例：

function *foo(x) {
  let y = 2 * (yield (x + 1))
  let z = yield (y / 3)
  return (x + y + z)
}
let it = foo(5)
console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false}
console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}
console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

代码分析：

• 首先 Generator 函数调用和普通函数不同，它会返回一个迭代器
• 当执行第一次 next 时，传参会被忽略，并且函数暂停在 yield (x + 1) 处，所以返回 5 + 1 = 6
• 当执行第二次 next 时，传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值，如果你不传参，yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 * 12，所以第二个 yield 等于 2 * 12 / 3 = 8
• 当执行第三次 next 时，传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值，所以 z = 13, x = 5, y = 24，相加等于 42

可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

function *fetch() {
    yield ajax(url, () => {})
    yield ajax(url1, () => {})
    yield ajax(url2, () => {})
}
let it = fetch()
let result1 = it.next()
let result2 = it.next()
let result3 = it.next()

六、Async/Await

如果请求两个文件，毫无关系，可以通过并发请求

let fs = require('fs')
function read(file) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
}
function readAll() {
  read1()
  read2()//这个函数同步执行
}
async function read1() {
  let r = await read('1.txt','utf8')
  console.log(r)
}
async function read2() {
  let r = await read('2.txt','utf8')
  console.log(r)
}
readAll() // 2.txt 3.txt

---

总结：

1、JS 异步编程进化史：callback -> promise -> generator -> async + await

2、async/await 函数的实现，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里

3、async/await可以说是异步终极解决方案了

欢迎指正！