AI考拉技术分享会--Node.js 异步编程
发布于 14 天前 作者 kalengo 243 次浏览 来自 分享

前言

之前考拉的程序猿Nick分享了node在实际工作中的一些运用,我们穿过了node内存模型的这座山,又越过了node并发模型这一座山,下面将进入node异步编程环境,欢迎一起来讨论哦!

异步的最终解决方案

在 2017 年,Node 7.6 终于支持了 Async/Await ,async 函数就是 Generator 函数的语法糖,是 JS 异步编程的最终解决方案。

可以认为:

async 函数 == co + generator 函数

比起 co,async 有以下优点:

  1. 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;
  2. 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)。

在此之前,JS 的异步编程经历了 Callback、Promise、Generator、Async 的进化,接下来我们过一遍异步发展历程。

回调函数 Callback

在 JS 中,异步编程通过 Callback 完成,将一个函数作为另一个异步函数的参数,用于处理异步结果,一个例子:

Something.save(function(err) {  
  if (err)  {
    //error handling
    return; // 没有返回值
  }
  console.log('success');
});

过度使用回调函数所会遇到的挑战:

  • 如果不能合理的组织代码,非常容易造成回调地狱(callback hell),这会使得你的代码很难被别人所理解;
  • 很容易遗漏错误处理代码;
  • 无法使用return语句返回值,并且也不能使用throw关键字。

也正是基于这些原因,在JavaScript世界中,一直都在寻找着能够让异步JavaScript开发变得更简单的可行的方案。

一个可行的解决方案之一是async模块。如果你和回调函数打过很久的交道, 你也许会深刻地感受到,在JavaScript中如果想要让某些事并行执行,或是串行执行,甚至是使用异步函数来映射(mapping) 数组中的元素使用异步函数有多复杂。所以,感谢 Caolan McMahon写了async模块来解决这些问题。

使用async模块,你可以轻松地以下面这种方式编写代码:

async.map([1, 2, 3], AsyncSquaringLibrary.square,  
  function(err, result){
  // result will be [1, 4, 9]
});

async模块虽然一定程度上带来了便利,但仍然不够简单,代码也不容易阅读,因此Promise出现了。

Promise 函数

Promise 的写法:

Something.save()  
  .then(function() {
    console.log('success');
  })
  .catch(function() {
    //error handling
  })

then 和 catch 注册的回调函数分别处理下一步处理和异常处理,这样写的优点是可以链式操作:

saveSomething()  
  .then(updateOtherthing)
  .then(deleteStuff)  
  .then(logResults);

只是回调函数的另一种写法,把回调函数的横向加载,改成纵向加载,缺点是代码一堆的 then。

Generator 函数

Generator 函数是协程在 ES6 的实现,最大特点就是可以交出函数的执行权,注意它不是语法糖。

第一步,协程A开始执行;

第二步,协程A执行到一半,进入暂停,执行权转移到协程B;

第三步,(一段时间后)协程B交还执行权;

第四步,协程A恢复执行。

function* gen(x){
  var y = yield x + 2;
  return y;
}

上面代码就是一个 Generator 函数。它不同于普通函数,是可以暂停执行的,所以函数名之前要加星号,以示区别。

整个 Generator 函数就是一个封装的异步任务,或者说是异步任务的容器。异步操作需要暂停的地方,都用 yield 语句注明。Generator 函数的执行方法如下。

var g = gen(1);
g.next() // { value: 3, done: false }
g.next() // { value: undefined, done: true }

Generator 函数可以暂停执行和恢复执行,这是它能封装异步任务的根本原因。除此之外,它还有两个特性,使它可以作为异步编程的完整解决方案:函数体内外的数据交换错误处理机制

  1. 数据交换:g.next(data);

  2. 错误处理:g.throw('出错了');

Generator 最大的问题是要手动调用 next() 才会执行下一步,因此自动执行器 co 出现了。

co 执行器

co 函数库的用法:

var co = require('co');
co(gen);

Generator 自动执行需要一种机制,当异步操作有了结果,能够自动交回执行权。 两种方法可以做到这一点。

(1)回调函数。将异步操作包装成 Thunk 函数,在回调函数里面交回执行权; (2)Promise 对象。将异步操作包装成 Promise对象,用 then 方法交回执行权。

co 函数的具体实现见文末参考文章,这里就不重复了。

拓展阅读:其他语言的异步编程

C# 也有 async await 关键字,用于异步调用,内部实现基于线程
http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/async-and-await.html

Java Spring 框架有 @Async 注解,用于异步调用,内部实现基于线程
https://spring.io/guides/gs/async-method/

参考文章

  1. 细说JavaScript异步函数发展历程
  2. async 函数的含义和用法
  3. Generator 函数的含义与用法
  4. co 函数库的含义和用法
1 回复

async 记得是7.1.0就支持了,只不过需要加harmony参数。

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