什么叫做JavaScript異步

ECMAScript 6(簡稱ES6)將 JavaScript 異步編程帶入了一個全新的階段。這篇文章的主題，就是介紹更強大、更完善的 ES6 異步編程方法。

首先我們回顧一下javascript異步的發展歷程。

ES6 以前：

回調函數(callback)：nodejs express 中常用，ajax中常用。

ES6：

promise對象：nodejs最早有bluebird promise的雛形，axios中常用。

generator函數：nodejs koa框架使用率很高。

ES7:

async/await語法：當前最常用的異步語法，nodejs koa2 完全使用該語法。

什么是異步

所謂"異步"，簡單說就是一個任務分成兩段，先執行第一段，然后轉而執行其他任務，等做好了準備，再回過頭執行第二段。比如，有一個任務是讀取文件進行處理，異步的執行過程就是下面這樣。

異步

上圖中，任務的第一段是向操作系統發出請求，要求讀取文件。然后，程序執行其他任務，等到操作系統返回文件，再接著執行任務的第二段(處理文件)。

這種不連續的執行，就叫做異步。相應地，連續的執行，就叫做同步。

同步

上圖就是同步的執行方式。由于是連續執行，不能插入其他任務，所以操作系統從硬盤讀取文件的這段時間，程序只能干等著。

回調函數callback

JavaScript 語言對異步編程的實現，就是回調函數。所謂回調函數，就是把任務的第二段單獨寫在一個函數里面，等到重新執行這個任務的時候，就直接調用這個函數。它的英語名字 callback，直譯過來就是"重新調用"。

回調字面也好理解，就是先處理本體函數，再處理回調的函數，舉個例子，方便大家理解。

上面的例子很好理解，首先執行主體函數A，打印結果：我是主題函數;

然后執行回調函數callback 也就是B，打印結果：我是回調函數。

promise對象

promise 對象用于一個異步操作的最終完成(或最終失敗)及其結果的表示。

簡單地說就是處理一個異步請求。我們經常會做些斷言，如果我贏了你就嫁給我，如果輸了我就嫁給你之類的斷言。

這就是promise的中文含義：斷言，一個成功，一個失敗。

舉個例子，方便大家理解：

promise構造函數的參數是一個函數，我們把它稱為處理器函數。

處理器函數接收兩個函數reslove和reject作為其參數，當異步操作順利執行則執行reslove函數, 當異步操作中發生異常時，則執行reject函數。

通過resolve傳入得的值，可以在then方法中獲取到，通過reject傳入的值可以在chatch方法中獲取到。

因為then和catch都返回一個相同的promise對象，所以可以進行鏈式調用。

Promise 的寫法只是回調函數的改進，使用then方法以后，異步任務的兩段執行看得更清楚了，除此以外，并無新意。

Promise 的最大問題是代碼冗余，原來的任務被Promise 包裝了一下，不管什么操作，一眼看去都是一堆 then，原來的語義變得很不清楚。

那么，有沒有更好的寫法呢?

協程

傳統的編程語言，早有異步編程的解決方案(其實是多任務的解決方案)。其中有一種叫做"協程"(coroutine)，意思是多個線程互相協作，完成異步任務。

協程有點像函數，又有點像線程。它的運行流程大致如下。

第一步，協程A開始執行。

第二步，協程A執行到一半，進入暫停，執行權轉移到協程B。

第三步，(一段時間后)協程B交還執行權。

第四步，協程A恢復執行。

上面流程的協程A，就是異步任務，因為它分成兩段(或多段)執行。

舉例來說，讀取文件的協程寫法如下。

function?asnycJob()?{?

//?...其他代碼?

var?f?=?yield?readFile(fileA);?

//?...其他代碼?

}?

上面代碼的函數 asyncJob 是一個協程，它的奧妙就在其中的 yield 命令。它表示執行到此處，執行權將交給其他協程。也就是說，yield命令是異步兩個階段的分界線。

協程遇到 yield 命令就暫停，等到執行權返回，再從暫停的地方繼續往后執行。它的最大優點，就是代碼的寫法非常像同步操作，如果去除yield命令，簡直一模一樣。

Generator 函數

Generator 函數是協程在 ES6 的實現，最大特點就是可以交出函數的執行權(即暫停執行)。

function*?gen(x){?

var?y?=?yield?x?+?2;?

return?y;?

}?

上面代碼就是一個 Generator 函數。它不同于普通函數，是可以暫停執行的，所以函數名之前要加星號，以示區別。

整個 Generator 函數就是一個封裝的異步任務，或者說是異步任務的容器。異步操作需要暫停的地方，都用 yield 語句注明。Generator 函數的執行方法如下。

var?g?=?gen(1);?

g.next()?//?{?value:?3,?done:?false?}?

g.next()?//?{?value:?undefined,?done:?true?}?

上面代碼中，調用 Generator 函數，會返回一個內部指針(即遍歷器 )g 。這是 Generator 函數不同于普通函數的另一個地方，即執行它不會返回結果，返回的是指針對象。調用指針 g 的 next 方法，會移動內部指針(即執行異步任務的第一段)，指向第一個遇到的 yield 語句，上例是執行到 x + 2 為止。

換言之，next 方法的作用是分階段執行 Generator 函數。每次調用 next 方法，會返回一個對象，表示當前階段的信息( value 屬性和 done 屬性)。value 屬性是 yield 語句后面表達式的值，表示當前階段的值;done 屬性是一個布爾值，表示 Generator 函數是否執行完畢，即是否還有下一個階段。

Generator 函數的用法

下面看看如何使用 Generator 函數，執行一個真實的異步任務。

var?fetch?=?require('node-fetch');?

function*?gen(){?

var?url?=?'https://api.github.com/users/github';?

var?result?=?yield?fetch(url);?

console.log(result.bio);?

}?

上面代碼中，Generator 函數封裝了一個異步操作，該操作先讀取一個遠程接口，然后從 JSON 格式的數據解析信息。就像前面說過的，這段代碼非常像同步操作，除了加上了 yield 命令。

執行這段代碼的方法如下。

var?g?=?gen();?

var?result?=?g.next();?

result.value.then(function(data){?

return?data.json();?

}).then(function(data){?

g.next(data);?

});?

上面代碼中，首先執行 Generator 函數，獲取遍歷器對象，然后使用 next 方法(第二行)，執行異步任務的第一階段。由于 Fetch 模塊返回的是一個 Promise 對象，因此要用 then 方法調用下一個next 方法。

可以看到，雖然 Generator 函數將異步操作表示得很簡潔，但是流程管理卻不方便(即何時執行第一階段、何時執行第二階段)。

async-await

async函數返回一個promise對象，如果在async函數中返回一個直接量，async會通過Promise.resolve封裝成Promise對象。

我們可以通過調用promise對象的then方法，獲取這個直接量。

那如過async函數不返回值，又會是怎么樣呢?

await會暫停當前async的執行，await會阻塞代碼的執行，直到await后的表達式處理完成，代碼才能繼續往下執行。

await后的表達式既可以是一個Promise對象，也可以是任何要等待的值。

如果await等到的是一個 Promise 對象，await 就忙起來了，它會阻塞后面的代碼，等著 Promise 對象 resolve，然后得到 resolve 的值，作為 await 表達式的運算結果。

上邊你看到阻塞一詞，不要驚慌，async/await只是一種語法糖，代碼執行與多個callback嵌套調用沒有區別。

本質并不是同步代碼，它只是讓你思考代碼邏輯的時候能夠以同步的思維去思考，避開回調地獄。

簡而言之-async/await是以同步的思維去寫異步的代碼，所以async/await并不會影響node的并發數，大家可以大膽的應用到項目中去!

如果它等到的不是一個 Promise 對象，那 await 表達式的運算結果就是它等到的東西。

舉個例子，方便大家理解：