理解javascript async的用法

时间:2020-05-16 zp1996 人气:0

写在前面

本文将要实现一个顺序读取文件的最优方法，实现方式从最古老的回调方式到目前的async，也会与大家分享下本人对于thunk库与co库的理解。实现的效果：顺序读取出a.txt与b.txt，将读出的内容拼接成为一个字符串。

同步读取

const readTwoFile = () => {
  const f1 = fs.readFileSync('./a.txt'),
    f2 = fs.readFileSync('./b.txt');
  return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
};

这种方式最利于我们理解，代码也很清楚，没有过多的嵌套，很好的维护，但是这种有着最大的问题，那就是性能，node所倡导的就是异步i/o来处理密集i/o，而同步的读取，很大的程度上浪费着服务器的cpu，这种方式的弊端明显的大于好处，所以直接pass掉。（其实node的任何异步编程的解决方案的目标都是要达到同步的语义，异步的执行。）

利用回调读取

const readTwoFile = () => {
  let str = null;
  fs.readFile('./a.txt', (err, data) => {
    if (err) throw new Error(err);
    str = data;
    fs.readFile('./b.txt', (err, data) => {
      if (err) throw new Error(err);
      str = Buffer.concat([str, data]).toString();
    });
  });
};

利用回调的方式，实现起来很简单，直接的嵌套下去就好，但是这种情况下很容易造成的就是不易维护，难以读懂的情况，最为极致的情况的就是回调地狱。

Promise实现

const readFile = file => 
  new Promise((reslove, reject) => {
    fs.readFile(file, (err, data) => {
      if (err) reject(err);
      reslove(data);
    });
  });
const readTwoFile = () => {
  let bf = null;
  readFile('./a.txt')
    .then(
      data => {
        bf = data;
        return readFile('./b.txt');
      }, 
      err => { throw new Error(err) }
    )
    .then(
      data => {
        console.log(Buffer.concat([bf, data]).toString())
      }, 
      err => { throw new Error(err) }
    );
};

Promise可以将横向增长的回调转化为纵向增长，能解决一些问题，但是Promise造成的问题就是代码冗余，一眼看过去，全部是then，也不是很爽，但是相比于回调函数嵌套来说，已经有了很大的提升。

yield

Generator很多语言中都有，本质上是协程，下面就来看一下协程，线程，进程的区别与联系：

进程：操作系统中分配资源的基本单位
线程：操作系统中调度资源的基本单位
协程：比线程更小的的执行单元，自带cpu上下文，一个协程一个栈

一个进程中可能存在多个线程，一个线程中可能存在多个协程，进程、线程的切换由操作系统控制，而协程的切换由程序员自身控制。异步i/o利用回调的方式来应对i/o密集，同样的使用协程也可以来应对，协程的切换并没有很大的资源浪费，将一个i/o操作写成一个协程，这样进行i/o时可以吧cpu让给其他协程。

js同样支持协程，那就是yield。使用yield给我们直观的感受就是，执行到了这个地方停了下来，其他的代码继续跑，到你想让他继续执行了，他就是会继续执行。

function *readTwoFile() {
  const f1 = yield readFile('./a.txt');
  const f2 = yield readFile('./b.txt'); 
  return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
}

yield下的顺序读取呈现的也是一种顺序读取的方式，对于readFile来看有两种不同的实现方式，

利用thunkify

const thunkify = (fn, ctx) => (...items) => (done) => {
  ctx = ctx || null;
  let called = false;
  items.push((...args) => {
    if (called) return void 0;
    called = true;
    done.apply(ctx, args);
  });
  try {
    fn.apply(ctx, items);  
  } catch(err) {
    done(err);
  }
};

thunkify函数就是一种柯里化得思想，最后的传入参数done就为回调函数，利用thunkify可以很轻松的实现yield函数的自动化流程：

const run = fn => {
  const gen = fn();
  let res;
  (function next(err, data) {
    let g = gen.next(data);
    if (g.done) return void 0;
    g.value(next);
  })();
};

利用Promise

const readFile = file => 
  new Promise((reslove, reject) => {
    fs.readFile(file, (err, data) => {
      if (err) reject(err);
      reslove(data);
    });
  });
const run = fn => {
  const gen = fn();
  let str = null;
  (function next(err, data) {
    let res = gen.next(data);
    if (res.done) return void 0;
    res.value.then(
      data => {
        next(null, data);
      }, 
      err => { throw new Error(err); }
    );
  })();
};
run(readTwoFile);

上面两种方式都可以达到自动执行yield的过程，那么有没有一种方式，可以兼容这两种实现方式呢，tj大神又给出了一个库，那就是co库，先来看下用法：

// readTwoFile的实现与上面类似,readFile既可以利用Promise也可以利用thunkify
// co库返回一个Promise对象
co(readTwoFile).then(data => console.log(data));

来看下co库的实现，co库默认会返回一个Promise对象，对于yield之后的值（如上面的res.value），co库会将其转换为一个Promise。实现思想很简单，基本还是利用递归的方式，大体的思路如下：

const baseHandle = handle => res => {
  let ret;
  try {
    ret = gen[handle](res);
  } catch(e) {
    reject(e);
  }
  next(ret);
};
function co(gen) {
  const ctx = this,
    args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
  return new Promise((reslove, reject) => {
    if (typeof gen === 'function') gen = gen.apply(ctx, args);
    if (!gen || typeof gen.next !== 'function') return resolve(gen);

    const onFulfilled = baseHandle('next'),
      onRejected = baseHandle('throw');

    onFulfilled();

    function next(ret) {
      if (ret.done) reslove(ret.value);
      // 将yield的返回值转换为Proimse
      const value = toPromise.call(ctx, ret.value);
      if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected);
      return onRejected(new TypeError('yield type error'));
    }
  });
}

toPromise就是将一些类型转换为Promise，从这里我们可以看出的是可以将哪些类型放在yield后面，这里就来看一个常用的：

// 把thunkify之后的函数转化为Promise的形式
function thunkToPromise(fn) {
  const ctx = this;
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    fn.call(ctx, function (err, res) {
      if (err) return reject(err);
      if (arguments.length > 2) res = slice.call(arguments, 1);
      resolve(res);
    });
  });
}

最近Node已经支持了async/await，可以利用其来做异步操作：

终极解决

const readFile = file => 
  new Promise((reslove, reject) => {
    fs.readFile(file, (err, data) => {
      if (err) reject(err);
      reslove(data);
    });
  });
const readTwoFile = async function() {
  const f1 = await readFile('./a.txt');
  const f2 = await readFile('./b.txt');  
  return Buffer.concat([f1, f2]).toString();
};
readTwoFile().then(data => {
  console.log(data);
});

async/await做的就是将Promise对象给串联起来，避免了then的调用方式，代码非常的易读，就是一种同步的方式。不再需要借助其他外界类库（比如co库）就可以优雅的解决回调的问题。

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