談一談幾種處理 JavaScript 非同步操作的辦法

Jrain發表於2019-01-14
JavaScript非同步

寫於 2017.02.26

引言

js的非同步操作，已經是一個老生常談的話題，關於這個話題的文章隨便google一下都可以看到一大堆。那麼為什麼我還要寫這篇東西呢？在最近的工作中，為了編寫一套相對比較複雜的外掛，需要處理各種各樣的非同步操作。但是為了體積和相容性，不打算引入任何的pollyfill，甚至連babel也不允許使用，這也意味著只能以es5的方式去處理。使用回撥的方式對於解耦非常不利，於是找了別的方法去處理這個問題。問題是處理完了，卻也引發了自己的一些思考：處理js的非同步操作，都有一些什麼方法呢？

一、回撥函式

傳說中的“callback hell”就是來自回撥函式。而回撥函式也是最基礎最常用的處理js非同步操作的辦法。我們來看一個簡單的例子：

首先定義三個函式：

function fn1 () {
  console.log('Function 1')
}

function fn2 () {
  setTimeout(() => {
    console.log('Function 2')
  }, 500)
}

function fn3 () {
  console.log('Function 3')
}
複製程式碼

其中fn2可以視作一個延遲了500毫秒執行的非同步函式。現在我希望可以依次執行fn1，fn2，fn3。為了保證fn3在最後執行，我們可以把它作為fn2的回撥函式：

function fn2 (f) {
  setTimeout(() => {
    console.log('Function 2')
    f()
  }, 500)
}

fn2(fn3)
複製程式碼

可以看到，fn2和fn3完全耦合在一起，如果有多個類似的函式，很有可能會出現fn1(fn2(fn3(fn4(...))))這樣的情況。回撥地獄的壞處我就不贅述了，相信各位讀者一定有自己的體會。

二、事件釋出/訂閱

釋出/訂閱模式也是諸多設計模式當中的一種，恰好這種方式可以在es5下相當優雅地處理非同步操作。什麼是釋出/訂閱呢？以上一節的例子來說，fn1，fn2，fn3都可以視作一個事件的釋出者，只要執行它，就會釋出一個事件。這個時候，我們可以通過一個事件的訂閱者去批量訂閱並處理這些事件，包括它們的先後順序。下面我們基於上一章節的例子，增加一個訊息訂閱者的方法（為了簡單起見，程式碼使用了es6的寫法）：

class AsyncFunArr {
  constructor (...arr) {
    this.funcArr = [...arr]
  }

  next () {
    const fn = this.funcArr.shift()
    if (typeof fn === 'function') fn()
  }

  run () {
    this.next()
  }
}

const asyncFunArr = new AsyncFunArr(fn1, fn2, fn3)
複製程式碼

然後在fn1，fn2，fn3內呼叫其next()方法：

function fn1 () {
  console.log('Function 1')
  asyncFunArr.next()
}

function fn2 () {
  setTimeout(() => {
    console.log('Function 2')
    asyncFunArr.next()
  }, 500)
}

function fn3 () {
  console.log('Function 3')
  asyncFunArr.next()
}

// output =>
// Function 1
// Function 2
// Function 3
複製程式碼

可以看到，函式的處理順序等於傳入AsyncFunArr的引數順序。AsyncFunArr在內部維護一個陣列，每一次呼叫next()方法都會按順序推出陣列所儲存的一個物件並執行，這也是我在實際的工作中比較常用的方法。

三、Promise

使用Promise的方式，就不需要額外地編寫一個訊息訂閱者函式了，只需要非同步函式返回一個Promise即可。且看例子：

function fn1 () {
  console.log('Function 1')
}

function fn2 () {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      console.log('Function 2')
      resolve()
    }, 500)
  })
}

function fn3 () {
  console.log('Function 3')
}
複製程式碼

同樣的，我們定義了三個函式，其中fn2是一個返回Promise的非同步函式，現在我們希望按順序執行它們，只需要按以下方式即可：

fn1()
fn2().then(() => { fn3() })

// output =>
// Function 1
// Function 2
// Function 3
複製程式碼

使用Promise與回撥有兩個最大的不同，第一個是fn2與fn3得以解耦；第二是把函式巢狀改為了鏈式呼叫，無論從語義還是寫法上都對開發者更加友好。

四、generator

如果說Promise的使用能夠化回撥為鏈式，那麼generator的辦法則可以消滅那一大堆的Promise特徵方法，比如一大堆的then()。

function fn1 () {
  console.log('Function 1')
}

function fn2 () {
  setTimeout(() => {
    console.log('Function 2')
    af.next()
  }, 500)
}

function fn3 () {
  console.log('Function 3')
}

function* asyncFunArr (...fn) {
  fn[0]()
  yield fn[1]()
  fn[2]()
}

const af = asyncFunArr(fn1, fn2, fn3)

af.next()

// output =>
// Function 1
// Function 2
// Function 3
複製程式碼

在這個例子中，generator函式asyncFunArr()接受一個待執行函式列表fn，非同步函式將會通過yield來執行。在非同步函式內，通過af.next()啟用generator函式的下一步操作。

這麼粗略的看起來，其實和釋出/訂閱模式非常相似，都是通過在非同步函式內部主動呼叫方法，告訴訂閱者去執行下一步操作。但是這種方式還是不夠優雅，比如說如果有多個非同步函式，那麼這個generator函式肯定得改寫，而且在語義化的程度來說也有一點不太直觀。

五、優雅的async/await

使用最新版本的Node已經可以原生支援async/await寫法了，通過各種pollyfill也能在舊的瀏覽器使用。那麼為什麼說async/await方法是最優雅的呢？且看程式碼：

function fn1 () {
  console.log('Function 1')
}

function fn2 () {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      console.log('Function 2')
      resolve()
    }, 500)
  })
}

function fn3 () {
  console.log('Function 3')
}

async function asyncFunArr () {
  fn1()
  await fn2()
  fn3()
}

asyncFunArr()

// output =>
// Function 1
// Function 2
// Function 3
複製程式碼

有沒有發現，在定義非同步函式fn2的時候，其內容和前文使用Promise的時候一模一樣？再看執行函式asyncFunArr()，其執行的方式和使用generator的時候也非常類似。

非同步的操作都返回Promise，需要順序執行時只需要await相應的函式即可，這種方式在語義化方面非常友好，對於程式碼的維護也很簡單——只需要返回Promise並await它就好，無需像generator那般需要自己去維護內部yield的執行。

六、尾聲

作為一個歸納和總結，本文內容的諸多知識點也是來自於他人的經驗，不過加入了一些自己的理解和體會。不求科普於他人，但求作為個人的積累。希望讀者可以提出訂正的意見，共同學習進步！

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