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现代JS中的流控制:: Callbacks to Promises to Async/Await

众成翻译  · 掘金  ·  · 2018-08-26 10:40

正文

JavaScript经常声称是 asynchronous 。那是什么意思?它如何影响发展?近年来这种方法有何变化?

请思考以下代码:

result1 = doSomething1();
result2 = doSomething2(result1);


大多数语言都处理每一行 synchronously 。第一行运行并返回结果。第二行在第一行完成后运行 无论需要多长时间

单线程处理

JavaScript在单个处理线程上运行。在浏览器选项卡中执行时,其他所有内容都会停止,因为在并行线程上不会发生对页面DOM的更改;将一个线程重定向到另一个URL而另一个线程尝试追加子节点是危险的。

这对用户来说是显而易见。例如,JavaScript检测到按钮单击,运行计算并更新DOM。完成后,浏览器可以自由处理队列中的下一个项目。

(旁注:其他语言如PHP也使用单个线程,但可以由多线程服务器(如Apache)管理。同时对同一个PHP运行时页面的两个请求可以启动两个运行隔离的实例的线程。)

使用回调进行异步

单线程引发了一个问题。当JavaScript调用“慢”进程(例如浏览器中的Ajax请求或服务器上的数据库操作)时会发生什么?这个操作可能需要几秒钟 - 甚至几分钟。浏览器在等待响应时会被锁定。在服务器上,Node.js应用程序将无法进一步处理用户请求。

解决方案是异步处理。而不是等待完成,一个进程被告知在结果准备好时调用另一个函数。这称为 callback ,它作为参数传递给任何异步函数。例如:

doSomethingAsync(callback1);
console.log('finished');

// call when doSomethingAsync completes
function callback1(error) {
  if (!error) console.log('doSomethingAsync complete');
}


doSomethingAsync()接受一个回调函数作为参数(只传递对该函数的引用,因此几乎没有开销)。doSomethingAsync()需要多长时间并不重要;我们所知道的是callback1()将在未来的某个时刻执行。控制台将显示:

finished
doSomethingAsync complete


回调地狱

通常,回调只能由一个异步函数调用。因此可以使用简洁的匿名内联函数:

doSomethingAsync(error => {
  if (!error) console.log('doSomethingAsync complete');
});


通过嵌套回调函数,可以串行完成一系列两个或多个异步调用。例如:

async1((err, res) => {
  if (!err) async2(res, (err, res) => {
    if (!err) async3(res, (err, res) => {
      console.log('async1, async2, async3 complete.');
    });
  });
});


不幸的是,这引入了 回调地狱 - 一个臭名昭着的概念( callbackhell.com/ ) !代码难以阅读,并且在添加错误处理逻辑时会变得更糟。

回调地狱在客户端编码中相对较少。如果您正在进行Ajax调用,更新DOM并等待动画完成,它可以深入两到三个级别,但它通常仍然可以管理。

操作系统或服务器进程的情况不同。Node.js API调用可以接收文件上载,更新多个数据库表,写入日志,并在发送响应之前进行进一步的API调用。

Promises

ES2015(ES6)推出了Promises 。回调仍然可以使用,但Promises提供了更清晰的语法 chains 异步命令,因此它们可以串行运行( 更多相关内容 )。

要启用基于Promise的执行,必须更改基于异步回调的函数,以便它们立即返回Promise对象。该 promises 对象在将来的某个时刻运行两个函数之一(作为参数传递):

  • resolve :处理成功完成时运行的回调函数

  • reject :发生故障时运行的可选回调函数。

在下面的示例中,数据库API提供了一个接受回调函数的connect()方法。外部asyncDBconnect()函数立即返回一个新的Promise,并在建立连接或失败后运行resolve()或reject():

const db = require('database');

// connect to database
function asyncDBconnect(param) {

  return new Promise((resolve, reject) => {

    db.connect(param, (err, connection) => {
      if (err) reject(err);
      else resolve(connection);
    });

  });

}


Node.js 8.0+提供了 util.promisify()实用程序 ,将基于回调的函数转换为基于Promise的替代方法。有几个条件:

  1. 必须将回调作为最后一个参数传递给异步函数

  2. 回调函数必须指向一个错误,后跟一个值参数。

例子:

// Node.js: promisify fs.readFile
const
  util = require('util'),
  fs = require('fs'),
  readFileAsync = util.promisify(fs.readFile);

readFileAsync('file.txt');


各种客户端库也提供promisify选项,但您可以自己创建几个:

// promisify a callback function passed as the last parameter
// the callback function must accept (err, data) parameters
function promisify(fn) {
  return function() {
      return new Promise(
        (resolve, reject) => fn(
          ...Array.from(arguments),
        (err, data) => err ? reject(err) : resolve(data)
      )
    );
  }
}

// example
function wait(time, callback) {
  setTimeout(() => { callback(null, 'done'); }, time);
}

const asyncWait = promisify(wait);

ayscWait(1000);


异步链

任何返回Promise的东西都可以启动.then()方法中定义的一系列异步函数调用。每个都传递了上一个解决方案的结果:

asyncDBconnect('http://localhost:1234')
  .then(asyncGetSession)      // passed result of asyncDBconnect
  .then(asyncGetUser)         // passed result of asyncGetSession
  .then(asyncLogAccess)       // passed result of asyncGetUser
  .then(result => {           // non-asynchronous function
    console.log('complete');  //   (passed result of asyncLogAccess)
    return result;            //   (result passed to next .then())
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });


同步函数也可以在.then()块中执行。返回的值将传递给下一个.then()(如果有)。

.catch()方法定义了在触发任何先前拒绝时调用的函数。此时,不会再运行.then()方法。您可以在整个链中使用多个.catch()方法来捕获不同的错误。

ES2018引入了一个.finally()方法,无论结果如何都运行任何最终逻辑 - 例如,清理,关闭数据库连接等。目前仅支持Chrome和Firefox,但技术委员会39已发布了 .finally() polyfill.

function doSomething() {
  doSomething1()
  .then(doSomething2)
  .then(doSomething3)
  .catch(err => {
    console.log(err);
  })
  .finally(() => {
    // tidy-up here!
  });
}


使用Promise.all()进行多个异步调用

Promise .then()方法一个接一个地运行异步函数。如果顺序无关紧要 - 例如,初始化不相关的组件 - 同时启动所有异步函数并在最后(最慢)函数运行解析时结束更快。

这可以通过Promise.all()来实现。它接受一组函数并返回另一个Promise。例如:

Promise.all([ async1, async2, async3 ])
  .then(values => {           // array of resolved values
    console.log(values);      // (in same order as function array)
    return values;
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });


如果任何一个异步函数调用拒绝,则Promise.all()立即终止。

使用Promise.race的多个异步调用()

Promise.race()与Promise.all()类似,只是它会在 first Promise解析或拒绝后立即解析或拒绝。只有最快的基于Promise的异步函数才能完成:

Promise.race([ async1, async2, async3 ])
  .then(value => {            // single value
    console.log(value);
    return value;
  })
  .catch(err => {             // called on any reject
    console.log('error', err);
  });


但是有什么别的问题吗?

Promises 减少了回调地狱但引入了别的问题。

教程经常没有提到_整个Promise链是异步的。使用一系列promise的任何函数都应返回自己的Promise或在最终的.then(),. catch()或.finally()方法中运行回调函数。

学习基础知识至关重要。

更多的关于Promises的资源:

Async/Await

Promises 可能令人生畏,因此 ES2017 引入了async and await。 虽然它可能只是语法糖,它使Promise更完善,你可以完全避免.then()链。 考虑下面的基于Promise的示例:

function connect() {

  return new Promise((resolve, reject) => {

    asyncDBconnect('http://localhost:1234')
      .then(asyncGetSession)
      .then(asyncGetUser)
      .then(asyncLogAccess)
      .then(result => resolve(result))
      .catch(err => reject(err))

  });
}

// run connect (self-executing function)
(() => {
  connect();
    .then(result => console.log(result))
    .catch(err => console.log(err))
})();


用这个重写一下async/await:

  1. 外部函数必须以async语句开头

  2. 对异步的基于Promise的函数的调用必须在await之前,以确保在下一个命令执行之前完成处理。

async function connect() {

  try {
    const
      connection = await asyncDBconnect('http://localhost:1234'),
      session = await asyncGetSession(connection),
      user = await asyncGetUser(session),
      log = await asyncLogAccess(user);

    return log;
  }
  catch (e) {
    console.log('error', err);
    return null;
  }

}

// run connect (self-executing async function)
(async () => { await connect(); })();


await有效地使每个调用看起来好像是同步的,而不是阻止JavaScript的单个处理线程。 此外,异步函数总是返回一个Promise,因此它们可以被其他异步函数调用。

async/await 代码可能不会更短,但有相当大的好处:

  1. 语法更清晰。括号更少,错误更少。

  2. 调试更容易。可以在任何await语句上设置断点。

  3. 错误处理更好。try / catch块可以与同步代码一样使用。

  4. 支持很好。它在所有浏览器(IE和Opera Mini除外)和Node 7.6+中都得到了支持。

但是并非所有都是完美的......

切勿滥用async/await

async / await仍然依赖于Promises,它最终依赖于回调。你需要了解Promises是如何工作的,并且没有Promise.all()和Promise.race()的直接等价物。并且不要忘记Promise.all(),它比使用一系列不相关的await命令更有效。







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