JavaScript 编程模型及异步编程、Promise对象讲解
JavaScript 只在一个线程上运行,同时只能执行一个任务,其他任务都必须在后面排队等待。
注意, JavaScript 只在一个线程上运行,不代表 JavaScript 引擎只有一个线程。事实上,JavaScript 引擎有多个线程,单个脚本只能在一个线程上运行(称为主线程),其他线程都是在后台配合
为了利用多核 CPU 的计算能力,HTML5 提出 Web Worker 标准,允许 JavaScript 脚本创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作 DOM。所以,这个新标准并没有改变 JavaScript 单线程的本质
事件循环
JavaScript 运行时,除了一个正在运行的主线程,引擎还提供一个任务队列(task queue),里面是各种需要当前程序处理的异步任务。
异步任务的写法通常是回调函数。一旦异步任务重新进入主线程,就会执行对应的回调函数。
引擎在不停地检查,一遍又一遍,只要同步任务执行完了,引擎就会去检查那些挂起来的异步任务,是不是可以进入主线程了。这种循环检查的机制,就叫做事件循环
(Event Loop)。
事件循环是一个程序结构,用于等待和发送消息和事件。
异步操作模式
- 回调函数
function f1(callback) {
// ...
callback();
}
function f2() {
// ...
}
f1(f2);
回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合(coupling),使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。
- 事件监听
f1.on('done', f2);
function f1() {
setTimeout(function () {
// ...
f1.trigger('done');
}, 1000);
}
这种方法的优点是比较容易理解,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”(decoupling),有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。
- 发布/订阅
jQuery.subscribe('done', f2);
function f1() {
setTimeout(function () {
// ...
jQuery.publish('done');
}, 1000);
}
jQuery.unsubscribe('done', f2);
这种方法的性质与“事件监听”类似,但是明显优于后者。因为可以通过查看“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。
异步操作流程控制
如果有多个异步操作,就存在一个流程控制的问题:如何确定异步操作执行的顺序,以及如何保证遵守这种顺序
function async(arg, callback) {
console.log('参数为 ' + arg +' , 1秒后返回结果');
setTimeout(function () { callback(arg * 2); }, 1000);
}
function final(value) {
console.log('完成: ', value);
}
async(1, function (value) {
async(2, function (value) {
async(3, function (value) {
async(4, function (value) {
async(5, function (value) {
async(6, final);
});
});
});
});
});
上面代码中,六个回调函数的嵌套,不仅写起来麻烦,容易出错,而且难以维护
- 串行执行
编写一个流程控制函数,让它来控制异步任务,一个任务完成以后,再执行另一个。
var items = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ];
var results = [];
function series(item) {
if(item) {
async( item, function(result) {
results.push(result);
return series(items.shift());
});
} else {
return final(results[results.length - 1]);
}
}
series(items.shift());
- 并行执行
流程控制也可以是并行执行,即所有异步任务同时执行,等全部完成以后,才执行
final
函数并行执行的效率较高,比起串行执行一次只能执行一个任务,较为节约时间。但是问题在于如果并行的任务较多,很容易
耗尽
系统资源,拖慢运行速度。
items.forEach(function(item) {
async(item, function(result){
results.push(result);
if(results.length === items.length) {
final(results[results.length - 1]);
}
})
});
- 并行与串行结合
设置一个门槛,每次最多只能并行执行
n
个异步任务,这样就避免过分占用系统资源
var running = 0;
var limit = 2;
function launcher() {
while(running < limit && items.length > 0) {
var item = items.shift();
async(item, function(result) {
results.push(result);
running--;
if(items.length > 0) {
launcher();
} else if(running == 0) {
final(results);
}
});
running++;
}
}
launcher();