Javascript異步編程的4種方法讓你寫(xiě)出更出色的程序
所謂"單線(xiàn)程",就是指一次只能完成一件任務(wù)。如果有多個(gè)任務(wù),就必須排隊(duì),前面一個(gè)任務(wù)完成,再執(zhí)行后面一個(gè)任務(wù),以此類(lèi)推。

這種模式的好處是實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單,執(zhí)行環(huán)境相對(duì)單純;壞處是只要有一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長(zhǎng),后面的任務(wù)都必須排隊(duì)等著,會(huì)拖延整個(gè)程序的執(zhí)行。常見(jiàn)的瀏覽器無(wú)響應(yīng)(假死),往往就是因?yàn)槟骋欢蜫avascript代碼長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行(比如死循環(huán)),導(dǎo)致整個(gè)頁(yè)面卡在這個(gè)地方,其他任務(wù)無(wú)法執(zhí)行。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,Javascript語(yǔ)言將任務(wù)的執(zhí)行模式分成兩種:同步(Synchronous)和異步(Asynchronous)。
"同步模式"就是上一段的模式,后一個(gè)任務(wù)等待前一個(gè)任務(wù)結(jié)束,然后再執(zhí)行,程序的執(zhí)行順序與任務(wù)的排列順序是一致的、同步的;"異步模式"則完全不同,每一個(gè)任務(wù)有一個(gè)或多個(gè)回調(diào)函數(shù)(callback),前一個(gè)任務(wù)結(jié)束后,不是執(zhí)行后一個(gè)任務(wù),而是執(zhí)行回調(diào)函數(shù),后一個(gè)任務(wù)則是不等前一個(gè)任務(wù)結(jié)束就執(zhí)行,所以程序的執(zhí)行順序與任務(wù)的排列順序是不一致的、異步的。

"異步模式"非常重要。在瀏覽器端,耗時(shí)很長(zhǎng)的操作都應(yīng)該異步執(zhí)行,避免瀏覽器失去響應(yīng),最好的例子就是Ajax操作。在服務(wù)器端,"異步模式"甚至是唯一的模式,因?yàn)閳?zhí)行環(huán)境是單線(xiàn)程的,如果允許同步執(zhí)行所有http請(qǐng)求,服務(wù)器性能會(huì)急劇下降,很快就會(huì)失去響應(yīng)。
本文總結(jié)了"異步模式"編程的4種方法,理解它們可以讓你寫(xiě)出結(jié)構(gòu)更合理、性能更出色、維護(hù)更方便的Javascript程序。
一、回調(diào)函數(shù)
這是異步編程最基本的方法。
假定有兩個(gè)函數(shù)f1和f2,后者等待前者的執(zhí)行結(jié)果。
f1();
f2();
如果f1是一個(gè)很耗時(shí)的任務(wù),可以考慮改寫(xiě)f1,把f2寫(xiě)成f1的回調(diào)函數(shù)。
function f1(callback){
setTimeout(function () {
// f1的任務(wù)代碼
callback();
}, 1000);
}
執(zhí)行代碼就變成下面這樣:
f1(f2);
采用這種方式,我們把同步操作變成了異步操作,f1不會(huì)堵塞程序運(yùn)行,相當(dāng)于先執(zhí)行程序的主要邏輯,將耗時(shí)的操作推遲執(zhí)行。
回調(diào)函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、容易理解和部署,缺點(diǎn)是不利于代碼的閱讀和維護(hù),各個(gè)部分之間高度耦合(Coupling),流程會(huì)很混亂,而且每個(gè)任務(wù)只能指定一個(gè)回調(diào)函數(shù)。
二、事件監(jiān)聽(tīng)
另一種思路是采用事件驅(qū)動(dòng)模式。任務(wù)的執(zhí)行不取決于代碼的順序,而取決于某個(gè)事件是否發(fā)生。
還是以f1和f2為例。首先,為f1綁定一個(gè)事件(這里采用的jQuery的寫(xiě)法)。
f1.on('done', f2);
上面這行代碼的意思是,當(dāng)f1發(fā)生done事件,就執(zhí)行f2。然后,對(duì)f1進(jìn)行改寫(xiě):
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任務(wù)代碼
f1.trigger('done');
}, 1000);
}
f1.trigger('done')表示,執(zhí)行完成后,立即觸發(fā)done事件,從而開(kāi)始執(zhí)行f2。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較容易理解,可以綁定多個(gè)事件,每個(gè)事件可以指定多個(gè)回調(diào)函數(shù),而且可以"去耦合"(Decoupling),有利于實(shí)現(xiàn)模塊化。缺點(diǎn)是整個(gè)程序都要變成事件驅(qū)動(dòng)型,運(yùn)行流程會(huì)變得很不清晰。
三、發(fā)布/訂閱
上一節(jié)的"事件",完全可以理解成"信號(hào)"。
我們假定,存在一個(gè)"信號(hào)中心",某個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成,就向信號(hào)中心"發(fā)布"(publish)一個(gè)信號(hào),其他任務(wù)可以向信號(hào)中心"訂閱"(subscribe)這個(gè)信號(hào),從而知道什么時(shí)候自己可以開(kāi)始執(zhí)行。這就叫做"發(fā)布/訂閱模式"(publish-subscribe pattern),又稱(chēng)"觀(guān)察者模式"(observer pattern)。
這個(gè)模式有多種實(shí)現(xiàn),下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub,這是jQuery的一個(gè)插件。
首先,f2向"信號(hào)中心"jQuery訂閱"done"信號(hào)。
jQuery.subscribe("done", f2);
然后,f1進(jìn)行如下改寫(xiě):
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任務(wù)代碼
jQuery.publish("done");
}, 1000);
}
jQuery.publish("done")的意思是,f1執(zhí)行完成后,向"信號(hào)中心"jQuery發(fā)布"done"信號(hào),從而引發(fā)f2的執(zhí)行。
此外,f2完成執(zhí)行后,也可以取消訂閱(unsubscribe)。
jQuery.unsubscribe("done", f2);
這種方法的性質(zhì)與"事件監(jiān)聽(tīng)"類(lèi)似,但是明顯優(yōu)于后者。因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^(guò)查看"消息中心",了解存在多少信號(hào)、每個(gè)信號(hào)有多少訂閱者,從而監(jiān)控程序的運(yùn)行。
四、Promises對(duì)象
Promises對(duì)象是CommonJS工作組提出的一種規(guī)范,目的是為異步編程提供統(tǒng)一接口。
簡(jiǎn)單說(shuō),它的思想是,每一個(gè)異步任務(wù)返回一個(gè)Promise對(duì)象,該對(duì)象有一個(gè)then方法,允許指定回調(diào)函數(shù)。比如,f1的回調(diào)函數(shù)f2,可以寫(xiě)成:
f1().then(f2);
f1要進(jìn)行如下改寫(xiě)(這里使用的是jQuery的實(shí)現(xiàn)):
function f1(){
var dfd = $.Deferred();
setTimeout(function () {
// f1的任務(wù)代碼
dfd.resolve();
}, 500);
return dfd.promise;
}
這樣寫(xiě)的優(yōu)點(diǎn)在于,回調(diào)函數(shù)變成了鏈?zhǔn)綄?xiě)法,程序的流程可以看得很清楚,而且有一整套的配套方法,可以實(shí)現(xiàn)許多強(qiáng)大的功能。
比如,指定多個(gè)回調(diào)函數(shù):
f1().then(f2).then(f3);
再比如,指定發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的回調(diào)函數(shù):
f1().then(f2).fail(f3);
而且,它還有一個(gè)前面三種方法都沒(méi)有的好處:如果一個(gè)任務(wù)已經(jīng)完成,再添加回調(diào)函數(shù),該回調(diào)函數(shù)會(huì)立即執(zhí)行。所以,你不用擔(dān)心是否錯(cuò)過(guò)了某個(gè)事件或信號(hào)。這種方法的缺點(diǎn)就是編寫(xiě)和理解,都相對(duì)比較難。
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