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ES6 javascript的异步操作实例详解

编辑：rootadmin

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本文实例讲述了ES6 javascript的异步操作。分享给大家供大家参考，具体如下：

异步编程对 JavaScript 语言太重要。 Javascript 语言的执行环境是“ 单线程” 的，如果没有异步编程，根本没法用，非卡死不可。

ES6 诞生以前，异步编程的方法，大概有下面四种。

① 回调函数② 事件监听③ 发布 / 订阅④ Promise 对象

ES6 将 JavaScript 异步编程带入了一个全新的阶段， ES7 的Async函数更是提出了异步编程的终极解决方案。

一、基本概念

1. 异步

所谓 " 异步 "，简单说就是一个任务分成两段，先执行第一段，然后转而执行其他任务，等做好了准备，再回过头执行第二段。

比如，有一个任务是读取文件进行处理，任务的第一段是向操作系统发出请求，要求读取文件。然后，程序执行其他任务，等到操作系统返回文件，再接着执行任务的第二段（处理文件）。这种不连续的执行，就叫做异步。

相应地，连续的执行就叫做同步。由于是连续执行，不能插入其他任务，所以操作系统从硬盘读取文件的这段时间，程序只能干等着。

2. 回调函数

JavaScript 语言对异步编程的实现，就是回调函数。所谓回调函数，就是把任务的第二段单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，就直接调用这个函数。它的英语名字 callback，直译过来就是 " 重新调用 "。

读取文件进行处理，是这样写的。

上面代码中， readFile 函数的第二个参数，就是回调函数，也就是任务的第二段。等到操作系统返回了 / etc / passwd这个文件以后，回调函数才会执行。

一个有趣的问题是，为什么 Node.js 约定，回调函数的第一个参数，必须是错误对象 err（如果没有错误，该参数就是 null）？原因是执行分成两段，在这两段之间抛出的错误，程序无法捕捉，只能当作参数，传入第二段。

3. Promise

回调函数本身并没有问题，它的问题出现在多个回调函数嵌套。假定读取 A 文件之后，再读取 B 文件，代码如下。

不难想象，如果依次读取多个文件，就会出现多重嵌套。代码不是纵向发展，而是横向发展，很快就会乱成一团，无法管理。这种情况就称为 " 回调函数噩梦 " （ callback hell ）。

Promise 就是为了解决这个问题而提出的。它不是新的语法功能，而是一种新的写法，允许将回调函数的嵌套，改成链式调用。采用 Promise，连续读取多个文件，写法如下。

上面代码中，我使用了 fs - readfile - promise 模块，它的作用就是返回一个 Promise 版本的 readFile 函数。 Promise 提供 then 方法加载回调函数，catch 方法捕捉执行过程中抛出的错误。可以看到， Promise 的写法只是回调函数的改进，使用 then 方法以后，异步任务的两段执行看得更清楚了，除此以外，并无新意。Promise 的最大问题是代码冗余，原来的任务被 Promise 包装了一下，不管什么操作，一眼看去都是一堆 then，原来的语义变得很不清楚。

那么，有没有更好的写法呢？

二、Generator 函数

1. 协程

传统的编程语言，早有异步编程的解决方案（其实是多任务的解决方案）。其中有一种叫做 " 协程 "（coroutine），意思是多个线程互相协作，完成异步任务。

协程有点像函数，又有点像线程。它的运行流程大致如下。

第一步，协程 A 开始执行。第二步，协程 A 执行到一半，进入暂停，执行权转移到协程 B。第三步，（一段时间后）协程 B 交还执行权。第四步，协程 A 恢复执行。

上面流程的协程 A，就是异步任务，因为它分成两段（或多段）执行。

举例来说，读取文件的协程写法如下。

上面代码的函数asyncJob是一个协程，它的奥妙就在其中的yield命令。它表示执行到此处，执行权将交给其他协程。也就是说， yield命令是异步两个阶段的分界线。

协程遇到yield命令就暂停，等到执行权返回，再从暂停的地方继续往后执行。它的最大优点，就是代码的写法非常像同步操作，如果去除 yield 命令，简直一模一样。

2. Generator 函数的概念

enerator 函数是协程在 ES6 的实现，最大特点就是可以交出函数的执行权（即暂停执行）。

整个 Generator 函数就是一个封装的异步任务，或者说是异步任务的容器。异步操作需要暂停的地方，都用yield语句注明。 Generator 函数的执行方法

如下。

上面代码中，调用 Generator 函数，会返回一个内部指针（即遍历器） g。这是 Generator 函数不同于普通函数的另一个地方，即执行它不会返回结果，返回的是指针对象。调用指针 g 的 next 方法，会移动内部指针（即执行异步任务的第一段），指向第一个遇到的 yield 语句，上例是执行到x + 2 为止。

换言之， next 方法的作用是分阶段执行 Generator 函数。每次调用 next 方法，会返回一个对象，表示当前阶段的信息（ value 属性和 done 属性）。 value属性是 yield 语句后面表达式的值，表示当前阶段的值； done 属性是一个布尔值，表示 Generator 函数是否执行完毕，即是否还有下一个阶段。

3. Generator 函数的数据交换和错误处理

Generator 函数可以暂停执行和恢复执行，这是它能封装异步任务的根本原因。除此之外，它还有两个特性，使它可以作为异步编程的完整解决方案：函数体内外的数据交换和错误处理机制。

next 方法返回值的 value 属性，是 Generator 函数向外输出数据； next 方法还可以接受参数，这是向 Generator 函数体内输入数据。

上面代码中，第一个 next 方法的 value 属性，返回表达式x + 2 的值（ 3）。第二个 next 方法带有参数 2，这个参数可以传入 Generator 函数，作为上个阶段异步任务的返回结果，被函数体内的变量 y 接收。因此，这一步的 value 属性，返回的就是 2（变量 y 的值）。

Generator 函数内部还可以部署错误处理代码，捕获函数体外抛出的错误。

上面代码的最后一行， Generator 函数体外，使用指针对象的throw 方法抛出的错误，可以被函数体内的try...catch 代码块捕获。这意味着，出错的代码与处理错误的代码，实现了时间和空间上的分离，这对于异步编程无疑是很重要的。

4. 异步任务的封装

下面看看如何使用 Generator 函数，执行一个真实的异步任务。

上面代码中， Generator 函数封装了一个异步操作，该操作先读取一个远程接口，然后从 JSON 格式的数据解析信息。就像前面说过的，这段代码非常像同步操作，除了加上了 yield 命令。

执行这段代码的方法如下。

上面代码中，首先执行 Generator 函数，获取遍历器对象，然后使用 next 方法（第二行），执行异步任务的第一阶段。由于 Fetch 模块返回的是一个Promise 对象，因此要用 then 方法调用下一个 next 方法。

可以看到，虽然 Generator 函数将异步操作表示得很简洁，但是流程管理却不方便（即何时执行第一阶段、何时执行第二阶段）。

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希望本文所述对大家基于ECMAScript的程序设计有所帮助。

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