異步javascript的原理和實現(xiàn)技巧介紹

更新時間：2012年11月08日 09:25:42 作者：

因為工作的需要，我要在網(wǎng)頁端編寫一段腳本，把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)頁批量提交到系統(tǒng)中去。所以我就想到了Greasemonkey插件，于是就開始動手寫，發(fā)現(xiàn)問題解決得很順利

因為工作的需要，我要在網(wǎng)頁端編寫一段腳本，把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)頁批量提交到系統(tǒng)中去。所以我就想到了Greasemonkey插件，于是就開始動手寫，發(fā)現(xiàn)問題解決得很順利。但是在對腳本進行總結和整理的時候，我習慣性地問了自己一個問題：能不能再簡單點？
我的答案當然是“能”。

首先回顧我的數(shù)據(jù)批量提交的需求：我有一批用戶數(shù)據(jù)要插入到系統(tǒng)中，但是因為系統(tǒng)庫表結構不是行列式的，所以無法轉(zhuǎn)化為sql語句插入。要插入的數(shù)據(jù)有接近200條，就是傻呵呵地手工錄入到系統(tǒng)，估計也要1天的時間。作為程序員，當然不會干這么傻的事情，我一定要用程序來解決。這個編程的過程耗費了我1天的時間。相比手工錄入，我額外收入是這篇博文，絕對的合算！

編程平臺選擇沒花費時間，直接選定基于Greasemonkey寫自己的腳本，瀏覽器當然是firefox了。腳本的工作過程：
在腳本中預先存放要插入的數(shù)據(jù)
模擬鼠標點擊，打開頁面中的輸入窗口
將數(shù)據(jù)錄入到輸入窗口，并模擬點擊“提交”按鈕，將數(shù)據(jù)提交到系統(tǒng)中。
依次循環(huán)，直到所有數(shù)據(jù)都處理完畢。

這里的技術難點在于：
打開輸入窗口，需要等待不定期的時間，視網(wǎng)絡情況而定。
提交數(shù)據(jù)到后臺，需要等待處理完畢之后才可以循環(huán)下一個數(shù)據(jù)。
如果我是菜鳥的話，我當然直接寫一個類似這樣的應用邏輯：

復制代碼代碼如下:

for(var i = 0; i < dataArray.length; ++i) 
{ 3: clickButtonForInputWindow(); 
waitInputWindow(); 
enterInputData(dataArray[i]); 
clickSubmitButton(); 
waitInputWindowClose(); 
}

實際上這樣寫所有瀏覽器都會陷入一片白屏，并在若干分鐘之后提示“沒有響應”而被強行終止掉。原因就是瀏覽器在調(diào)用javascript的時候，主界面是停止響應的，因為cpu交給js執(zhí)行了，沒有時間去處理界面消息。

為了滿足“不鎖死”的要求，我們可以把腳本修改成這樣：

復制代碼代碼如下:

for(var i = 0; i < dataArray.length; ++i) 
{ 
setTimeout(clickButtonForInputWindow); 
… 
setTimeout(waitInputWindowClose); 
}

實際上setTimeout和setInterval是瀏覽器唯一可以支持異步的操作。如何更優(yōu)雅地使用這兩個函數(shù)來實現(xiàn)異步操作呢？目前簡單的答案是老趙的Wind.js。雖然我沒有用過這個函數(shù)庫，但是光是$await調(diào)用，就是符合我一貫對簡潔的要求的。但是對于我這樣的單個文件的腳本來說，去網(wǎng)上下載一個外部js庫，明顯不如有一段支持異步操作的代碼拷貝過來的快和爽。

所以我決定另辟蹊徑，做一個不要編譯而且易用性還可以更能夠Copy&Paste的異步函數(shù)庫。

說異步之前，我們一起回憶一下同步操作的幾種結構類型：

順序：就是語句的先后順序執(zhí)行
判斷：就是判斷語句
循環(huán)：嚴格來說應該是跳轉(zhuǎn)（goto），但大多數(shù)現(xiàn)代語言都取消了goto。循環(huán)其實應該是復合結構，是if和goto的組合體。
異步操作的難點在兩個地方：

異步的判斷：異步情況下的判斷基本都是檢測條件十分滿足，然后執(zhí)行某些動作。
異步的順序：順序中的每一步操作之后都要交回控制權，等待在下一個時間片中繼續(xù)執(zhí)行下一步。難點是如何保持順序性。尤其在兩個順序動作中間夾雜一個異步的循環(huán)的時候。
異步的循環(huán)：每次循環(huán)之后都交回控制權到瀏覽器，如此循環(huán)，直到運行結束。
最簡單的實現(xiàn)當然就是異步循環(huán)了，我的實現(xiàn)代碼如下：

復制代碼代碼如下:

function asyncWhile(fn, interval) 
{ 
if( fn == null || (typeof(fn) != "string" && typeof(fn) != "function") ) 
return; 
var wrapper = function() 
{ 
if( (typeof(fn) == "function" ? fn() : eval(fn) ) !== false ) 
setTimeout(wrapper, interval == null? 1: interval); 
} 
wrapper(); 
}

核心內(nèi)容就是：如果fn函數(shù)返回值不是false，就繼續(xù)下一個setTimeout的登記調(diào)用。

實際上，“等待并執(zhí)行”邏輯，根本上就是一個異步循環(huán)問題。這種情況的實現(xiàn)方法示例如下：

復制代碼代碼如下:

asyncWhile(function(){ 
if( xxxCondition == false ) 
return true; // 表示繼續(xù)循環(huán) 
else 
doSomeThing(); 
return false; // 表示不需要繼續(xù)循環(huán)了 
});

對于非等待并執(zhí)行的邏輯，簡單一個 setTimeout 就可以了。
異步容易，實現(xiàn)異步中的順序才叫難度呢。最早的起因是我要實現(xiàn)3步，但是第二部是一個異步的100多次的循環(huán)。也就是說，我要實現(xiàn)的3步操作，其實是103次的順序異步操作。為了一個如何在瀏覽器中實現(xiàn)可響應的等待，找破了腦袋，只找到一個firefox中的實現(xiàn)，還要申請?zhí)貦嗾{(diào)用。
最后想出了一個簡單的方法，就是引入了“執(zhí)行鏈（Execution Chain）”的概念，同一個執(zhí)行鏈的所有登記函數(shù)是順序的，不同執(zhí)行鏈之間沒有任何關系。另外，不提供互斥（mutex）等概念，如果要同步，自行在代碼中檢查。
在同一個執(zhí)行鏈中，保存一個執(zhí)行令牌，只有令牌和函數(shù)序號匹配，才允許執(zhí)行，這樣就保證了異步執(zhí)行的順序性。

復制代碼代碼如下:

function asyncSeq(funcArray, chainName, abortWhenError) 
{ 
if( typeof(funcArray) == "function" ) 
return asyncSeq([funcArray], chainName, abortWhenError); 

if( funcArray == null || funcArray.length == 0 ) 
return; 

if( chainName == null ) chainName = "__default_seq_chain__"; 
var tInfos = asyncSeq.chainInfos = asyncSeq.chainInfos || {}; 
var tInfo = tInfos[chainName] = tInfos[chainName] || {count : 0, currentIndex : -1, abort : false}; 

for(var i = 0; i < funcArray.length; ++i) 
{ 
asyncWhile(function(item, tIndex){ 
return function(){ 
if( tInfo.abort ) 
return false; 
if( tInfo.currentIndex < tIndex ) 
return true; 
else if( tInfo.currentIndex == tIndex ) 
{ 
try{ 
item(); 
} 
catch(e){ 
if( abortWhenError ) tInfo.abort = true; 
} 
finally{ 
tInfo.currentIndex ++; 
} 
} 
else 
{ 
if( abortWhenError ) tInfo.abort = true; 
} 
return false; 
}; 
}(funcArray[i], tInfo.count ++)); 
} 

setTimeout(function(){ 
if( tInfo.count > 0 && tInfo.currentIndex == -1 ) 
tInfo.currentIndex = 0; 
},20); // 為了調(diào)試的原因，加了延遲啟動 
}

由此，一個支持Copy&Paste的異步js函數(shù)庫就完成了。具體的使用例子如下：

復制代碼代碼如下:

function testAsync() 
{ 
asyncSeq([function(){println("aSyncSeq -0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -8 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -9 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -10 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -11 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -12 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -13 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -14 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -15 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -16 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -17 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -18 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -19 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -20 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -21 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -22 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -23 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -24 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -25 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -26 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -27 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -28 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -29 ");} 
]); 

asyncSeq([function(){println("aSyncSeq test-chain -a0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a8 ");} 
], "test-chain"); 

asyncSeq([function(){println("aSyncSeq -a0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a8 ");} 
]); 
} 

var textArea = null; 

function println(text) 
{ 
if( textArea == null ) 
{ 
textArea = document.getElementById("text"); 
textArea.value = ""; 
} 

textArea.value = textArea.value + text + "\r\n"; 
}