簡介

因為javascript默認(rèn)情況下是單線程的，這意味著代碼不能創(chuàng)建新的線程來并行執(zhí)行。但是對于最開始在瀏覽器中運行的javascript來說，單線程的同步執(zhí)行環(huán)境顯然無法滿足頁面點擊，鼠標(biāo)移動這些響應(yīng)用戶的功能。于是瀏覽器實現(xiàn)了一組API，可以讓javascript以回調(diào)的方式來異步響應(yīng)頁面的請求事件。

更進一步，nodejs引入了非阻塞的 I/O ，從而將異步的概念擴展到了文件訪問、網(wǎng)絡(luò)調(diào)用等。

今天，我們將會深入的探討一下各種異步編程的優(yōu)缺點和發(fā)展趨勢。

同步異步和阻塞非阻塞

在討論nodejs的異步編程之前，讓我們來討論一個比較容易混淆的概念，那就是同步，異步，阻塞和非阻塞。

所謂阻塞和非阻塞是指進程或者線程在進行操作或者數(shù)據(jù)讀寫的時候，是否需要等待，在等待的過程中能否進行其他的操作。

如果需要等待，并且等待過程中線程或進程無法進行其他操作，只能傻傻的等待，那么我們就說這個操作是阻塞的。

反之，如果進程或者線程在進行操作或者數(shù)據(jù)讀寫的過程中，還可以進行其他的操作，那么我們就說這個操作是非阻塞的。

同步和異步，是指訪問數(shù)據(jù)的方式，同步是指需要主動讀取數(shù)據(jù)，這個讀取過程可能是阻塞或者是非阻塞的。而異步是指并不需要主動去讀取數(shù)據(jù)，是被動的通知。

很明顯，javascript中的回調(diào)是一個被動的通知，我們可以稱之為異步調(diào)用。

javascript中的回調(diào)

javascript中的回調(diào)是異步編程的一個非常典型的例子：

document.getElementById('button').addEventListener('click', () => {
 console.log('button clicked!');
})

上面的代碼中，我們?yōu)閎utton添加了一個click事件監(jiān)聽器，如果監(jiān)聽到了click事件，則會出發(fā)回調(diào)函數(shù)，輸出相應(yīng)的信息。

回調(diào)函數(shù)就是一個普通的函數(shù)，只不過它被作為參數(shù)傳遞給了addEventListener，并且只有事件觸發(fā)的時候才會被調(diào)用。

上篇文章我們講到的setTimeout和setInterval實際上都是異步的回調(diào)函數(shù)。

回調(diào)函數(shù)的錯誤處理

在nodejs中怎么處理回調(diào)的錯誤信息呢？nodejs采用了一個非常巧妙的辦法，在nodejs中，任何回調(diào)函數(shù)中的第一個參數(shù)為錯誤對象，我們可以通過判斷這個錯誤對象的存在與否，來進行相應(yīng)的錯誤處理。

fs.readFile('/文件.json', (err, data) => {
 if (err !== null) {
 //處理錯誤
 console.log(err)
 return
 }

 //沒有錯誤，則處理數(shù)據(jù)。
 console.log(data)
})

回調(diào)地獄

javascript的回調(diào)雖然非常的優(yōu)秀，它有效的解決了同步處理的問題。但是遺憾的是，如果我們需要依賴回調(diào)函數(shù)的返回值來進行下一步的操作的時候，就會陷入這個回調(diào)地獄。

叫回調(diào)地獄有點夸張了，但是也是從一方面反映了回調(diào)函數(shù)所存在的問題。

fs.readFile('/a.json', (err, data) => {
 if (err !== null) {
 fs.readFile('/b.json',(err,data) =>{
  //callback inside callback
 })
 }
})

怎么解決呢？

別怕ES6引入了Promise，ES2017引入了Async/Await都可以解決這個問題。

ES6中的Promise

什么是Promise

Promise 是異步編程的一種解決方案，比傳統(tǒng)的解決方案“回調(diào)函數(shù)和事件”更合理和更強大。

所謂Promise，簡單說就是一個容器，里面保存著某個未來才會結(jié)束的事件（通常是一個異步操作）的結(jié)果。

從語法上說，Promise 是一個對象，從它可以獲取異步操作的消息。

Promise的特點

Promise有兩個特點：

1、對象的狀態(tài)不受外界影響。

Promise對象代表一個異步操作，有三種狀態(tài)：Pending（進行中）、Resolved（已完成，又稱 Fulfilled）和Rejected（已失敗）。

只有異步操作的結(jié)果，可以決定當(dāng)前是哪一種狀態(tài)，任何其他操作都無法改變這個狀態(tài)。

2、一旦狀態(tài)改變，就不會再變，任何時候都可以得到這個結(jié)果。

Promise對象的狀態(tài)改變，只有兩種可能：從Pending變?yōu)镽esolved和從Pending變?yōu)镽ejected。

這與事件（Event）完全不同，事件的特點是，如果你錯過了它，再去監(jiān)聽，是得不到結(jié)果的。

Promise的優(yōu)點

1. Promise將異步操作以同步操作的流程表達出來，避免了層層嵌套的回調(diào)函數(shù)。
2. Promise對象提供統(tǒng)一的接口，使得控制異步操作更加容易。

Promise的缺點

1. 無法取消Promise，一旦新建它就會立即執(zhí)行，無法中途取消。
2. 如果不設(shè)置回調(diào)函數(shù)，Promise內(nèi)部拋出的錯誤，不會反應(yīng)到外部。
3. 當(dāng)處于Pending狀態(tài)時，無法得知目前進展到哪一個階段（剛剛開始還是即將完成）。

Promise的用法

Promise對象是一個構(gòu)造函數(shù)，用來生成Promise實例：

var promise = new Promise(function(resolve, reject) { 
// ... some code 
if (/* 異步操作成功 */){ 
resolve(value); 
} else { reject(error); } 
}
);

promise可以接then操作，then操作可以接兩個function參數(shù)，第一個function的參數(shù)就是構(gòu)建Promise的時候resolve的value，第二個function的參數(shù)就是構(gòu)建Promise的reject的error。

promise.then(function(value) { 
// success 
}, function(error) { 
// failure }
);

我們看一個具體的例子：

function timeout(ms){
 return new Promise(((resolve, reject) => {
  setTimeout(resolve,ms,'done');
 }))
}

timeout(100).then(value => console.log(value));

Promise中調(diào)用了一個setTimeout方法，并會定時觸發(fā)resolve方法，并傳入?yún)?shù)done。

最后程序輸出done。

Promise的執(zhí)行順序

Promise一經(jīng)創(chuàng)建就會立馬執(zhí)行。但是Promise.then中的方法，則會等到一個調(diào)用周期過后再次調(diào)用，我們看下面的例子：

let promise = new Promise(((resolve, reject) => {
 console.log('Step1');
 resolve();
}));

promise.then(() => {
 console.log('Step3');
});

console.log('Step2');

輸出

Step1
Step2
Step3

async和await

Promise當(dāng)然很好，我們將回調(diào)地獄轉(zhuǎn)換成了鏈?zhǔn)秸{(diào)用。我們用then來將多個Promise連接起來，前一個promise resolve的結(jié)果是下一個promise中then的參數(shù)。

鏈?zhǔn)秸{(diào)用有什么缺點呢？

比如我們從一個promise中，resolve了一個值，我們需要根據(jù)這個值來進行一些業(yè)務(wù)邏輯的處理。

假如這個業(yè)務(wù)邏輯很長，我們就需要在下一個then中寫很長的業(yè)務(wù)邏輯代碼。這樣讓我們的代碼看起來非常的冗余。

那么有沒有什么辦法可以直接返回promise中resolve的結(jié)果呢？

答案就是await。

當(dāng)promise前面加上await的時候，調(diào)用的代碼就會停止直到 promise 被解決或被拒絕。

注意await一定要放在async函數(shù)中，我們來看一個async和await的例子：

const logAsync = () => {
 return new Promise(resolve => {
 setTimeout(() => resolve('小馬哥'), 5000)
 })
}

上面我們定義了一個logAsync函數(shù)，該函數(shù)返回一個Promise，因為該Promise內(nèi)部使用了setTimeout來resolve，所以我們可以將其看成是異步的。

要是使用await得到resolve的值，我們需要將其放在一個async的函數(shù)中：

const doSomething = async () => {
 const resolveValue = await logAsync();
 console.log(resolveValue);
}

async的執(zhí)行順序

await實際上是去等待promise的resolve結(jié)果我們把上面的例子結(jié)合起來：

const logAsync = () => {
 return new Promise(resolve => {
  setTimeout(() => resolve('小馬哥'), 1000)
 })
}

const doSomething = async () => {
 const resolveValue = await logAsync();
 console.log(resolveValue);
}

console.log('before')
doSomething();
console.log('after')

上面的例子輸出：

before
after
小馬哥

可以看到，aysnc是異步執(zhí)行的，并且它的順序是在當(dāng)前這個周期之后。

async的特點

async會讓所有后面接的函數(shù)都變成Promise，即使后面的函數(shù)沒有顯示的返回Promise。

const asyncReturn = async () => {
 return 'async return'
}

asyncReturn().then(console.log)

因為只有Promise才能在后面接then，我們可以看出async將一個普通的函數(shù)封裝成了一個Promise：

const asyncReturn = async () => {
 return Promise.resolve('async return')
}

asyncReturn().then(console.log)

總結(jié)

promise避免了回調(diào)地獄，它將callback inside callback改寫成了then的鏈?zhǔn)秸{(diào)用形式。

但是鏈?zhǔn)秸{(diào)用并不方便閱讀和調(diào)試。于是出現(xiàn)了async和await。

async和await將鏈?zhǔn)秸{(diào)用改成了類似程序順序執(zhí)行的語法，從而更加方便理解和調(diào)試。

我們來看一個對比，先看下使用Promise的情況：

const getUserInfo = () => {
 return fetch('/users.json') // 獲取用戶列表
 .then(response => response.json()) // 解析 JSON
 .then(users => users[0]) // 選擇第一個用戶
 .then(user => fetch(`/users/${user.name}`)) // 獲取用戶數(shù)據(jù)
 .then(userResponse => userResponse.json()) // 解析 JSON
}

getUserInfo()

將其改寫成async和await：

const getUserInfo = async () => {
 const response = await fetch('/users.json') // 獲取用戶列表
 const users = await response.json() // 解析 JSON
 const user = users[0] // 選擇第一個用戶
 const userResponse = await fetch(`/users/${user.name}`) // 獲取用戶數(shù)據(jù)
 const userData = await userResponse.json() // 解析 JSON
 return userData
}

getUserInfo()

可以看到業(yè)務(wù)邏輯變得更加清晰。同時，我們獲取到了很多中間值，這樣也方便我們進行調(diào)試。

到此這篇關(guān)于nodejs中的異步編程知識點詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)深入理解nodejs中的異步編程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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