21.前端基础-异步1

3.1 promise和 async await 区别

参考答案：

• 概念
  Promise 是异步编程的一种解决方案，比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大，简单地说，Promise好比容器，里面存放着一些未来才会执行完毕（异步）的事件的结果，而这些结果一旦生成是无法改变的

  async await也是异步编程的一种解决方案，他遵循的是Generator 函数的语法糖，他拥有内置执行器，不需要额外的调用直接会自动执行并输出结果，它返回的是一个Promise对象。

• 两者的区别

  1. Promise的出现解决了传统callback函数导致的“地域回调”问题，但它的语法导致了它向纵向发展行成了一个回调链，遇到复杂的业务场景，这样的语法显然也是不美观的。而async await代码看起来会简洁些，使得异步代码看起来像同步代码，await的本质是可以提供等同于”同步效果“的等待异步返回能力的语法糖，只有这一句代码执行完，才会执行下一句。
  2. async await与Promise一样，是非阻塞的。
  3. async await是基于Promise实现的，可以说是改良版的Promise，它不能用于普通的回调函数。

3.2 defer和async区别

参考答案：

区别主要在于一个执行时间,defer会在文档解析完之后执行,并且多个defer会按照顺序执行,而async则是在js加载好之后就会执行,并且多个async,哪个加载好就执行哪个

解析：

在没有defer或者async的情况下：会立即执行脚本,所以通常建议把script放在body最后

<script src="script.js"></script>

async：有async的话,加载和渲染后续文档元素的过程将和 script.js 的加载与执行并行进行（异步）。
但是多个js文件的加载顺序不会按照书写顺序进行

<script async src="script.js"></script>

derer：有derer的话,加载后续文档元素的过程将和 script.js 的加载并行进行（异步），但是 script.js 的执行要在所有元素解析完成之后，DOMContentLoaded 事件触发之前完成,并且多个defer会按照顺序进行加载。

<script defer src="script.js"></script>

3.3. 同步和异步

参考答案：

同步

• 指在 主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能继续执行下一个任务。
• 也就是调用一旦开始，必须这个调用 返回结果(划重点——）才能继续往后执行。程序的执行顺序和任务排列顺序是一致的。

异步

• 异步任务是指不进入主线程，而进入 任务队列的任务，只有任务队列通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程。
• 每一个任务有一个或多个 回调函数。前一个任务结束后，不是执行后一个任务,而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行。
• 程序的执行顺序和任务的排列顺序是不一致的，异步的。
• 我们常用的setTimeout和setInterval函数，Ajax都是异步操作。

3.4 实现异步的方法

参考答案：

回调函数（Callback）、事件监听、发布订阅、Promise/A+、生成器Generators/ yield、async/await

1. JS 异步编程进化史：callback -> promise -> generator -> async + await

2. async/await 函数的实现，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。

3. async/await可以说是异步终极解决方案了。

   (1) async/await函数相对于Promise，优势体现在：

   • 处理 then 的调用链，能够更清晰准确的写出代码
   • 并且也能优雅地解决回调地狱问题。

   当然async/await函数也存在一些缺点，因为 await 将异步代码改造成了同步代码，如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低，代码没有依赖性的话，完全可以使用 Promise.all 的方式。

   (2) async/await函数对 Generator 函数的改进，体现在以下三点：

   • 内置执行器。 Generator 函数的执行必须靠执行器，所以才有了 co 函数库，而 async 函数自带执行器。也就是说，async 函数的执行，与普通函数一模一样，只要一行。
   • 更广的适用性。 co 函数库约定，yield 命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象，而 async 函数的 await 命令后面，可以跟 Promise 对象和原始类型的值（数值、字符串和布尔值，但这时等同于同步操作）。
   • 更好的语义。 async 和 await，比起星号和 yield，语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作，await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

解析：

1. 回调函数（Callback）

   回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子：

   ajax(url, () => {
       // 处理逻辑
   })

   但是回调函数有一个致命的弱点，就是容易写出回调地狱（Callback hell）。假设多个请求存在依赖性，你可能就会写出如下代码：

   ajax(url, () => {
       // 处理逻辑
       ajax(url1, () => {
           // 处理逻辑
           ajax(url2, () => {
               // 处理逻辑
           })
       })
   })

   回调函数的优点是简单、容易理解和实现，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合，使得程序结构混乱、流程难以追踪（尤其是多个回调函数嵌套的情况），而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误，不能直接 return。

2. 事件监听

   这种方式下，异步任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。

   下面是两个函数f1和f2，编程的意图是f2必须等到f1执行完成，才能执行。首先，为f1绑定一个事件（这里采用的jQuery的写法）

   f1.on('done', f2);

   上面这行代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后，对f1进行改写：

   function f1() {
     setTimeout(function () {
       // ...
       f1.trigger('done');
     }, 1000);
   }

   上面代码中，f1.trigger('done')表示，执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。

   这种方法的优点是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以"去耦合"，有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候，很难看出主流程。

3. 发布订阅

   我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心"订阅"（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern），又称"观察者模式"（observer pattern）。

   首先，f2向信号中心jQuery订阅done信号。

   jQuery.subscribe('done', f2);

   然后，f1进行如下改写：

   function f1() {
     setTimeout(function () {
       // ...
       jQuery.publish('done');
     }, 1000);
   }

   上面代码中，jQuery.publish('done')的意思是，f1执行完成后，向信号中心jQuery发布done信号，从而引发f2的执行。 f2完成执行后，可以取消订阅（unsubscribe）

   jQuery.unsubscribe('done', f2);

   这种方法的性质与“事件监听”类似，但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

4. Promise/A+

   Promise本意是承诺，在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间？答案是异步操作，异步是指可能比较长时间才有结果的才做，例如网络请求、读取本地文件等

   4.1 Promise的三种状态

   • Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态
   • Fulfilled----可以理解为成功的状态
   • Rejected----可以理解为失败的状态

   

   这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了，比如说一旦状态变为 resolved 后，就不能 再次改变为Fulfilled

   let p = new Promise((resolve, reject) => {
     reject('reject')
     resolve('success')//无效代码不会执行
   })
   p.then(
     value => {
       console.log(value)
     },
     reason => {
       console.log(reason)//reject
     }
   )

   当我们在构造 Promise 的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

   new Promise((resolve, reject) => {
     console.log('new Promise')
     resolve('success')
   })
   console.log('end')
   // new Promise => end

4.2 promise的链式调用

• 每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)

• 如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调

• 如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调

• 在 then中使用了return，那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1，2)

• then中可以不传递参数，如果不传递会透到下一个then中(见例3)

• catch 会捕获到没有捕获的异常

  接下来我们看几个例子：

  // 例1
  Promise.resolve(1)
  .then(res => {
    console.log(res)
    return 2 //包装成 Promise.resolve(2)
  })
  .catch(err => 3)
  .then(res => console.log(res))
  复制代码
  // 例2
  Promise.resolve(1)
  .then(x => x + 1)
  .then(x => {
    throw new Error('My Error')
  })
  .catch(() => 1)
  .then(x => x + 1)
  .then(x => console.log(x)) //2
  .catch(console.error)
  复制代码
  // 例3
  let fs = require('fs')
  function read(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {
      if (err) reject(err)
      resolve(data)
    })
  })
  }
  read('./name.txt')
  .then(function(data) {
    throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调
  }) //由于下一个then没有失败回调，就会继续往下找，如果都没有，就会被catch捕获到
  .then(function(data) {
    console.log('data')
  })
  .then()
  .then(null, function(err) {
    console.log('then', err)// then error
  })
  .catch(function(err) {
    console.log('error')
  })

  Promise不仅能够捕获错误，而且也很好地解决了回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

  ajax(url)
  .then(res => {
      console.log(res)
      return ajax(url1)
  }).then(res => {
      console.log(res)
      return ajax(url2)
  }).then(res => console.log(res))

  它也是存在一些缺点的，比如无法取消 Promise，错误需要通过回调函数捕获。

4. 生成器Generators/ yield

   Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同，Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。

   • 语法上，首先可以把它理解成，Generator 函数是一个状态机，封装了多个内部状态。

   • Generator 函数除了状态机，还是一个遍历器对象生成函数。

   • 可暂停函数, yield可暂停，next方法可启动，每次返回的是yield后的表达式结果。

   • yield表达式本身没有返回值，或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。

     我们先来看个例子：

   function *foo(x) {
     let y = 2 * (yield (x + 1))
     let z = yield (y / 3)
     return (x + y + z)
   }
   let it = foo(5)
   console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false}
   console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}
   console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

   可能结果跟你想象不一致，接下来我们逐行代码分析：

   • 首先 Generator 函数调用和普通函数不同，它会返回一个迭代器

   • 当执行第一次 next 时，传参会被忽略，并且函数暂停在 yield (x + 1) 处，所以返回 5 + 1 = 6

   • 当执行第二次 next 时，传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值，如果你不传参，yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 * 12，所以第二个 yield 等于 2 * 12 / 3 = 8

   • 当执行第三次 next 时，传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值，所以 z = 13, x = 5, y = 24，相加等于 42

     我们再来看个例子：有三个本地文件，分别1.txt,2.txt和3.txt，内容都只有一句话，下一个请求依赖上一个请求的结果，想通过Generator函数依次调用三个文件

     1.txt
     //1.txt文件

     2.txt
     //2.txt文件

     3.txt
     //3.txt文件

     let fs = require('fs')
     function read(file) {
       return new Promise(function(resolve, reject) {
         fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
           if (err) reject(err)
           resolve(data)
         })
       })
     }
     function* r() {
       let r1 = yield read('./1.txt')
       let r2 = yield read(r1)
       let r3 = yield read(r2)
       console.log(r1)
       console.log(r2)
       console.log(r3)
     }
     let it = r()
     let { value, done } = it.next()
     value.then(function(data) { // value是个promise
       console.log(data) //data=>2.txt
       let { value, done } = it.next(data)
       value.then(function(data) {
         console.log(data) //data=>3.txt
         let { value, done } = it.next(data)
         value.then(function(data) {
           console.log(data) //data=>结束
         })
       })
     })

   从上例中我们看出手动迭代Generator 函数很麻烦，实现逻辑有点绕，而实际开发一般会配合 co 库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具，借助于Promise，你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。

   安装co库只需：npm install co

   上面例子只需两句话就可以轻松实现

   function* r() {
     let r1 = yield read('./1.txt')
     let r2 = yield read(r1)
     let r3 = yield read(r2)
     console.log(r1)
     console.log(r2)
     console.log(r3)
   }
   let co = require('co')
   co(r()).then(function(data) {
     console.log(data)
   })
   // 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined

   我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

   function *fetch() {
       yield ajax(url, () => {})
       yield ajax(url1, () => {})
       yield ajax(url2, () => {})
   }
   let it = fetch()
   let result1 = it.next()
   let result2 = it.next()
   let result3 = it.next()

5. async/await

   5.1 Async/Await简介

   ​ 使用async/await，你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点：

   ​ 1. async/await是基于Promise实现的，它不能用于普通的回调函数。

   ​ 2. async/await与Promise一样，是非阻塞的。

     3. async/await使得异步代码看起来像同步代码，这正是它的魔力所在。

   一个函数如果加上 async ，那么该函数就会返回一个 Promise

   async function async1() {
     return "1"
   }
   console.log(async1()) // -> Promise {<resolved>: "1"}

   Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法，只需几句话便可实现

   let fs = require('fs')
   function read(file) {
     return new Promise(function(resolve, reject) {
       fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
         if (err) reject(err)
         resolve(data)
       })
     })
   }
   async function readResult(params) {
     try {
       let p1 = await read(params, 'utf8')//await后面跟的是一个Promise实例
       let p2 = await read(p1, 'utf8')
       let p3 = await read(p2, 'utf8')
       console.log('p1', p1)
       console.log('p2', p2)
       console.log('p3', p3)
       return p3
     } catch (error) {
       console.log(error)
     }
   }
   readResult('1.txt').then( // async函数返回的也是个promise
     data => {
       console.log(data)
     },
     err => console.log(err)
   )
   // p1 2.txt
   // p2 3.txt
   // p3 结束
   // 结束

5.2 Async/Await并发请求

如果请求两个文件，毫无关系，可以通过并发请求

   let fs = require('fs')
   function read(file) {
     return new Promise(function(resolve, reject) {
       fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {
         if (err) reject(err)
         resolve(data)
       })
     })
   }
   function readAll() {
     read1()
     read2()//这个函数同步执行
   }
   async function read1() {
     let r = await read('1.txt','utf8')
     console.log(r)
   }
   async function read2() {
     let r = await read('2.txt','utf8')
     console.log(r)
   }
   readAll() // 2.txt 3.txt