JavaScript异步编程

1.前言

平时开发经常会用到js异步编程,由于前端展示页面都是基于网络机顶盒(IPTV的一般性能不太好,OTT较好),目前公司主要采取的异步编程的方式有setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame、ajax,为什么会用到异步呢,就拿业务来说,若前端全部采取同步的方式,那加载图片、生成dom、网络数据请求都会大大增加页面渲染时长。

2.JS 运行机制

JS 是单线程运行的,这意味着两段代码不能同时运行,而是必须逐步地运行,所以在同步代码执行过程中,异步代码是不执行的。只有等同步代码执行结束后,异步代码才会被添加到事件队列中。

这里就涉及到执行栈和任务队列:

同步代码是依次存放在执行栈中,遵循LIFO原则;

异步代码存放在任务队列中,任务队列又分宏任务和微任务(微任务执行优先级高于宏任务),遵循FIFO原则;

请看下面代码执行的顺序(可以先思考一下看看与正确输出顺序是否一致)

 1 function foo(){
 2     console.log('start...');
 3     return bar();
 4 }
 5 function bar(){
 6     console.log('bar...');
 7 }
 8 //这里采用ES6的箭头函数、Promise函数
 9 var promise = new Promise(function(resolve,reject){
10     console.log('promise...');
11     resolve();
12 });
13 promise.then(()=>console.log('promise resolve...'));
14 setTimeout(()=>console.log('timeout...'),0);
15 foo()
16 console.log('end...');

 

请看答案


 

 

promise...
start...
bar...
end...
promise resolve...
timeout...

这里分析一下(大家不要纠结任务队列的叫法,本人说明的异步微任务、异步宏任务暂无根据,理解即可,请勿深究):

程序正式开始执行是从9行初始化promise对象开始,首先打印promise...

然后往下执行发现是promise.then回调函数,此为异步微任务,放入任务队列中,等待同步任务执行完才能执行

再往下执行是timeout定时器,此为异步宏任务,也放入任务队列中,等待同步任务执行完、异步微任务才能执行

再往下是foo方法,此为同步任务,借用网络流行的一句话 “JavaScript中的函数是一等公民”,打印日志start...后回调执行bar方法,到这里就有两个执行栈了(依次将foo、bar放入栈中,bar执行完就弹出栈,foo依次弹出)

关于并发模型和Event Loop 请看MDN(https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/EventLoop)

3.异步编程

关于异步编程的方式,常用的定时器、ajax、Promise、Generator、async/await,详细介绍如下:

3.1.定时器

3.1.1.setTimeout与setInterval

这里拿setTimeout来举例

简单的时钟

 1 (function(){
 2             var div = document.createElement('div'),timer;
 3             document.body.appendChild(div);
 4             //同步代码,5s后执行异步代码块显示时钟
 5             //doSomething()
 6             setTimeout(function(){
 7                 execFn();    
 8             },5000);
 9             function timeChange(callback){
10                 div.innerHTML = '当前时间:'+getCurrentTime();    
11                 if(new Date().getSeconds() %5 === 0){
12                     //当前秒数是5的倍数关闭定时器
13                     clearTimeout(timer);
14                     //doSomething...
15                     console.log(timer);
16                     timer = setTimeout(execFn,100);
17                 }else{
18                     clearTimeout(timer);
19                     execFn();
20                 }
21             }
22             function execFn(){
23                 timer1 = window.setTimeout(timeChange,1000);
24             }
25             function getCurrentTime(){
26                 var d = new Date();
27                 return d.getFullYear()+'-'+(d.getMonth()+1)+'-'+d.getDate()+' '+d.getHours()+':'+d.getMinutes()+':'+d.getSeconds()+' 星期'+getWeek();
28             }
29             function getWeek(){
30                 var d = new Date();
31                 var week;
32                 switch(d.getDay()){
33                     case(4):week='四';break;
34                     //省略
35                     default:week='*';break;
36                 }
37                 return week;
38             }
39         })();

正常的逻辑代码肯定要复杂的多,但是利用setTimeou编写异步代码的逻辑大致上是这么处理的。

看下面的例子

大家是否有疑问,为啥不是先输出2再输出1

setTimeout与setInterval执行的间隔时间为4~5ms

下面看setInterval代码

计数count输出为252,所以执行的间隔时间约为4ms

3.1.2.requestAnimationFrame

看看caniuser支持的情况

看这趋势除了opera外其他浏览器以后都支持requestAnimationFrame方法

平时业务中也看到公司同事封装了requestAnimationFrame方法。如果碰到某些版本的浏览器不支持此方法,则需要重写,requestAnimationFrame其实与防抖节流实现的原理有些相似,请看代码

 1 var vendors = ['webkit', 'moz'];
 2 for (var i = 0; i < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++i) {
 3     var vp = vendors[i];
 4     window.requestAnimationFrame = window[vp+'RequestAnimationFrame'];
 5 }
 6 if(!window.requestAnimationFrame){
 7     var lastTime = 0;
 8     window.requestAnimationFrame = function(callback){
 9         var now = new Date().getTime();
10         var nextTime = Math.max(lastTime + 16, now);//浏览器渲染的间隔时间大约16ms
11         return window.setTimeout(function(){
12             lastTime = nextTime;
13             callback();
14         },nextTime - now);
15     };
16 }

有兴趣的同学可以看看这位大神的杰作

https://codepen.io/caryforchristine/pen/oMQMQz

3.2.Ajax

直接看一个简单的ajax异步处理代码 

 1 (function(){
 2             var xmlhttp = window.XMLHttpRequest ? new XMLHttpRequest() : new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
 3             var url = "authorInfo.json";
 4             xmlhttp.onreadystatechange = function(){
 5                 if(xmlhttp.readyState==4){
 6                     if(xmlhttp.status==200){
 7                         console.log(xmlhttp.response);
 8                         //异步获取数据后再doSomething
 9                     }
10                 }
11             }
12             xmlhttp.open('GET',url,true);
13             xmlhttp.send(null);
14         })();

chrome打印日志

3.3.Promise

Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大。它由社区最早提出和实现,ES6 将其写进了语言标准,统一了用法,原生提供了Promise对象

简单的读取文件实例

 1 var fs = require('fs')
 2 var read = function (filename){
 3     var promise = new Promise(function(resolve, reject){
 4         fs.readFile(filename, 'utf8', function(err, data){
 5             if (err){
 6                 reject(err);
 7             }
 8             resolve(data);
 9         })
10     });
11     return promise;
12 }
13 read('authorInfo.json')
14 .then(function(data){
15     console.log(data);
16     return read('not_exist_file');
17 })
18 .then(function(data){
19     console.log(data);
20 })
21 .catch(function(err){
22     console.log("error caught: " + err);
23 })
24 .then(function(data){
25     console.log("completed");
26 })

用node运行结果如下:

Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是resolve和reject(函数)

当状态由pending变成resolved执行resolve(),变成rejected则执行reject(),当promise实例生成时可以用then指定回调

then(function success(){},function fail(){}),此方法还是会返回一个新的promise对象,所以可以进行链式调用

有关Promise包括下文要提到的Generator请看阮老师博客

3.4.Generator

本人在第一次接触Generator的时候觉得特神奇,毕竟之前从来没有想过函数会断点执行(在下描述不准确,勿喷),也就是说函数执行一部分可以停下来处理另外的代码块,然后再回到暂停处继续执行。

执行 Generator 函数会返回一个遍历器对象,也就是说,Generator 函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象,可以依次遍历 Generator 函数内部的每一个状态。

由此可见Generator返回的是一个遍历器对象,可以用for of(ES6新特性,主要是针对具有Symbol.iterator属性的对象,包括数组,set,map,类数组等等)进行遍历,

Generator语法 function* name(){},一般*和函数名中间有个空格,函数体内可通过yield关键字修饰,需要注意的是,yield后面的表达式,只有当调用next方法、内部指针指向该语句时才会执行。大家是否会觉得Generator要手动执行next方法过于麻烦呢,接下来介绍当前js对异步的终极解决方案

3.5. async/await

async和await是ES 7中的新语法,新到连ES 6都不支持。

可以利用babel转换

在线转换地址:https://babeljs.io/  ,也可以自己安装babel-cli进行转换

 1 const fs = require('fs');
 2 const utils = require('util');
 3 const readFile = utils.promisify(fs.readFile);
 4 async function readJsonFile() {
 5     try {
 6         const file1 = await readFile('zh_cn.json');
 7         const file2 = await readFile('authorInfo.json');
 8         console.log(file1.toString(),file2.toString());
 9     } catch (e) {
10         console.log('出错啦');
11     }
12 
13 }
14 readJsonFile();

 

可以看到异步依次读取两个文件,如果利用Generator的话需要手动执行next,async/await实现了自动化

 

写的不周到或者有错误的地方欢迎各位大神及时指出。

欢迎纠错~

 

 

 

 

 

 

 

posted @ 2018-08-10 18:04 caryForJava 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏