深入理解JS异步

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什么是异步

JS 为何会有异步

首先记住一句话 —— JS 是单线程的语言，所谓“单线程”就是一根筋，对于拿到的程序，一行一行的执行，上面的执行为完成，就傻傻的等着。例如

var i, t = Date.now()
for (i = 0; i < 100000000; i++) {
}
console.log(Date.now() - t)  // 308 （chrome浏览器）

上面的程序花费 308ms 的时间执行完成，执行过程中就会有卡顿，其他的事儿就先撂一边不管了。

执行程序这样没有问题，但是对于 JS 最初使用的环境 ———— 浏览器客户端 ———— 就不一样了。因此在浏览器端运行的 js ，可能会有大量的网络请求，而一个网络资源啥时候返回，这个时间是不可预估的。这种情况也要傻傻的等着、卡顿着、啥都不做吗？———— 那肯定不行。

因此，JS 对于这种场景就设计了异步 ———— 即，发起一个网络请求，就先不管这边了，先干其他事儿，网络请求啥时候返回结果，到时候再说。这样就能保证一个网页的流程运行。

异步的实现原理

先看一段比较常见的代码

var ajax = $.ajax({
    url: '/data/data1.json',
    success: function () {
        console.log('success')
    }
})

上面代码中$.ajax()需要传入两个参数进去，url和success，其中url是请求的路由，success是一个函数。这个函数传递过去不会立即执行，而是等着请求成功之后才能执行。对于这种传递过去不执行，等出来结果之后再执行的函数，叫做callback，即回调函数

再看一段更加能说明回调函数的 nodejs 代码。和上面代码基本一样，唯一区别就是：上面代码时网络请求，而下面代码时 IO 操作。

var fs = require(‘fs’)
fs.readFile(‘data1.json’, (err, data) => {
console.log(data.toString())
})
从上面两个 demo 看来，实现异步的最核心原理，就是将callback作为参数传递给异步执行函数，当有结果返回之后再触发 callback执行，就是如此简单！

常用的异步操作

开发中比较常用的异步操作有：

• 网络请求，如ajax http.get
• IO 操作，如readFile readdir
• 定时函数，如setTimeout setInterval

jQuery-1.5 之后的 ajax

$.ajax这个函数各位应该都比较熟悉了，要完整的讲解 js 的异步操作，就必须先从$.ajax这个方法说起。

传统的$.ajax

先来一段最常见的$.ajax的代码，当然是使用万恶的callback方式

var ajax = $.ajax({
    url: 'data.json',
    success: function () {
        console.log('success')
    },
    error: function () {
        console.log('error')
    }
})
console.log(ajax) // 返回一个 XHR 对象

至于这么做会产生什么样子的诟病，我想大家应该都很明白了。不明白的自己私下去查，但是你也可以继续往下看，你只需要记住这样做很不好就是了，要不然 jquery 也不会再后面进行改进

1.5 版本之后的$.ajax

但是从v1.5开始，以上代码就可以这样写了：可以链式的执行done或者fail方法

var ajax = $.ajax('data.json')
ajax.done(function () {
    console.log('success 1')
})
.fail(function () {
    console.log('error')
})
.done(function () {
        console.log('success 2')
})
console.log(ajax) // 返回一个 deferred 对象

大家注意看以上两段代码中都有一个console.log(ajax)，但是返回值是完全不一样的。

v1.5之前，返回的是一个XHR对象，这个对象不可能有done或者fail的方法的
v1.5开始，返回一个deferred对象，这个对象就带有done和fail的方法，并且是等着请求返回之后再去调用

改进之后的好处

这是一个标志性的改造，不管这个概念是谁最先提出的，它在 jquery 中首先大量使用并让全球开发者都知道原来 ajax 请求还可以这样写。这为以后的Promise标准制定提供了很大意义的参考，你可以以为这就是后面Promise的原型。

记住一句话————虽然 JS 是异步执行的语言，但是人的思维是同步的————因此，开发者总是在寻求如何使用逻辑上看似同步的代码来完成 JS 的异步请求。而 jquery 的这一次更新，让开发者在一定程度上得到了这样的好处。

之前无论是什么操作，我都需要一股脑写到callback中，现在不用了。现在成功了就写到done中，失败了就写到fail中，如果成功了有多个步骤的操作，那我就写很多个done，然后链式连接起来就 OK 了。

和后来的Promise的关系

以上的这段代码，我们还可以这样写。即不用done和fail函数，而是用then函数。then函数的第一个参数是成功之后执行的函数（即之前的done），第二个参数是失败之后执行的函数（即之前的fail）。而且then函数还可以链式连接。

var ajax = $.ajax('data.json')
ajax.then(function () {
    console.log('success 1')
}, function () {
    console.log('error 1')
})
.then(function () {
    console.log('success 2')
}, function () {
    console.log('error 2')
})

jQuery deferred

写一个传统的异步操作

给出一段非常简单的异步操作代码，使用setTimeout函数。

var wait = function () {
    var task = function () {
        console.log('执行完成')
    }
    setTimeout(task, 2000)
}
wait()

以上这些代码执行的结果大家应该都比较明确了，即 2s 之后打印出执行完成。但是我如果再加一个需求 ———— 要在执行完成之后进行某些特别复杂的操作，代码可能会很多，而且分好几个步骤 ———— 那该怎么办？ 大家思考一下！

如果你不看下面的内容，而且目前还没有Promise的这个思维，那估计你会说：直接在task函数中写就是了！不过相信你看完下面的内容之后，会放弃你现在的想法。

使用$.Deferred封装

好，接下来我们让刚才简单的几行代码变得更加复杂。为何要变得更加复杂？是因为让以后更加复杂的地方变得简单。这里我们使用了 jquery 的$.Deferred，至于这个是个什么鬼，大家先不用关心，只需要知道$.Deferred()会返回一个deferred对象，先看代码，deferred对象的作用我们会面会说。

function waitHandle() {
    var dtd = $.Deferred()  // 创建一个 deferred 对象

    var wait = function (dtd) {  // 要求传入一个 deferred 对象
        var task = function () {
            console.log('执行完成')
            dtd.resolve()  // 表示异步任务已经完成
        }
        setTimeout(task, 2000)
        return dtd  // 要求返回 deferred 对象
    }

    // 注意，这里一定要有返回值
    return wait(dtd)
}

以上代码中，又使用一个waitHandle方法对wait方法进行再次的封装。waitHandle内部代码，我们分步骤来分析。跟着我的节奏慢慢来，保证你不会乱。

• 使用var dtd = $.Deferred()创建deferred对象。通过上一节我们知道，一个deferred对象会有done fail和then方法（不明白的去看上一节）
• 重新定义wait函数，但是：第一，要传入一个deferred对象（dtd参数）；第二，当task函数（即callback）执行完成之后，要执行dtd.resolve()告诉传入的deferred对象，革命已经成功。第三；将这个deferred对象返回。
• 返回wait(dtd)的执行结果。因为wait函数中返回的是一个deferred对象（dtd参数），因此wait(dtd)返回的就是dtd————如果你感觉这里很乱，没关系，慢慢捋，一行一行看，相信两三分钟就能捋顺！

最后总结一下，waitHandle函数最终return wait(dtd)即最终返回dtd（一个deferred）对象。针对一个deferred对象，它有done fail和then方法（上一节说过），它还有resolve()方法（其实和resolve相对的还有一个reject方法，后面会提到）

应用then方法

接着上面的代码继续写

var w = waitHandle()
w.then(function () {
    console.log('ok 1')
}, function () {
    console.log('err 1')
}).then(function () {
    console.log('ok 2')
}, function () {
    console.log('err 2')
})

上面已经说过，waitHandle函数最终返回一个deferred对象，而deferred对象具有done fail then方法，现在我们正在使用的是then方法。至于then方法的作用，我们上一节已经讲过了，不明白的同学抓紧回去补课。

执行这段代码，我们打印出来以下结果。可以将结果对标以下代码时哪一行。

执行完成
ok 1
ok 2

此时，你再回头想想我刚才说提出的需求（要在执行完成之后进行某些特别复杂的操作，代码可能会很多，而且分好几个步骤），是不是有更好的解决方案了？

有同学肯定发现了，代码中console.log('err 1')和console.log('err 2')什么时候会执行呢 ———— 你自己把waitHandle函数中的dtd.resolve()改成dtd.reject()试一下就知道了。

dtd.resolve() 表示革命已经成功，会触发then中第一个参数（函数）的执行，
dtd.reject() 表示革命失败了，会触发then中第二个参数（函数）执行

总结一下一个deferred对象具有的函数属性，并分为两组：

• dtd.resolve dtd.reject
• dtd.then dtd.done dtd.fail

我为何要分成两组 ———— 这两组函数，从设计到执行之后的效果是完全不一样的。第一组是主动触发用来改变状态（成功或者失败），第二组是状态变化之后才会触发的监听函数。

jQuery promise

返回promise

我们对上一节的的代码做一点小小的改动，只改动了一行，下面注释。

function waitHandle() {
    var dtd = $.Deferred()
    var wait = function (dtd) {
        var task = function () {
            console.log('执行完成')
            dtd.resolve()
        }
        setTimeout(task, 2000)
        return dtd.promise()  // 注意，这里返回的是 primise 而不是直接返回 deferred 对象
    }
    return wait(dtd)
}

var w = waitHandle() // 经过上面的改动，w 接收的就是一个 promise 对象
$.when(w)
 .then(function () {
    console.log('ok 1')
 })
 .then(function () {
    console.log('ok 2')
 })

改动的一行在这里return dtd.promise()，之前是return dtd。dtd是一个deferred对象，而dtd.promise就是一个promise对象。

promise对象和deferred对象最重要的区别，记住了————promise对象相比于deferred对象，缺少了.resolve和.reject这俩函数属性。这么一来，可就完全不一样了。

上一节我们提到一个问题，就是在程序的最后一行加一句w.reject()会导致乱套，你现在再在最后一行加w.reject()试试 ———— 保证乱套不了 ———— 而是你的程序不能执行，直接报错。因为，w是promise对象，不具备.reject属性。

返回promise的好处

上一节提到deferred对象有两组属性函数，而且提到应该把这两组彻底分开。现在通过上面一行代码的改动，就分开了。

• waitHandle函数内部，使用dtd.resolve()来该表状态，做主动的修改操作
• waitHandle最终返回promise对象，只能去被动监听变化（then函数），而不能去主动修改操作
  一个“主动”一个“被动”，完全分开了。

promise 的概念

jquery v1.5 版本发布时间距离现在已经老早之前了，那会儿大家网页标配都是 jquery 。无论里面的deferred和promise这个概念和想法最早是哪位提出来的，但是最早展示给全世界开发者的是 jquery ，这算是Promise这一概念最先的提出者。

其实本次课程主要是给大家分析 ES6 的Promise Generator和async-await，但是为何要从 jquery 开始（大家现在用 jquery 越来越少）？就是要给大家展示一下这段历史的一些起点和发展的知识。有了这些基础，你再去接受最新的概念会非常容易，因为所有的东西都是从最初顺其自然发展进化而来的，我们要去用一个发展进化的眼光学习知识，而不是死记硬背。

Promise 加入 ES6 标准

写一段传统的异步操作

还是拿之前讲 jquery deferred对象时的那段setTimeout程序

var wait = function () {
    var task = function () {
        console.log('执行完成')
    }
    setTimeout(task, 2000)
}
wait()

之前我们使用 jquery 封装的，接下来将使用 ES6 的Promise进行封装，大家注意看有何不同。

用Promise进行封装

const wait =  function () {
    // 定义一个 promise 对象
    const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        // 将之前的异步操作，包括到这个 new Promise 函数之内
        const task = function () {
            console.log('执行完成')
            resolve()  // callback 中去执行 resolve 或者 reject
        }
        setTimeout(task, 2000)
    })
    // 返回 promise 对象
    return promise
}

注意看看程序中的注释，那都是重点部分。从整体看来，感觉这次比用 jquery 那次简单一些，逻辑上也更加清晰一些。

将之前的异步操作那几行程序，用new Promise((resolve,reject) => {.....})包装起来，最后return即可
异步操作的内部，在callback中执行resolve()（表明成功了，失败的话执行reject）
接着上面的程序继续往下写。wait()返回的肯定是一个promise对象，而promise对象有then属性。

const w = wait()
w.then(() => {
    console.log('ok 1')
}, () => {
    console.log('err 1')
}).then(() => {
    console.log('ok 2')
}, () => {
    console.log('err 2')
})

then还是和之前一样，接收两个参数（函数），第一个在成功时（触发resolve）执行，第二个在失败时(触发reject)时执行。而且，then还可以进行链式操作。

以上就是 ES6 的Promise的基本使用演示。看完你可能会觉得，这跟之前讲述 jquery 的不差不多吗 ———— 对了，这就是我要在之前先讲 jquery 的原因，让你感觉一篇一篇看起来如丝般顺滑！

Promise 在 ES6 中的具体应用

Promise封装

因为以下所有的代码都会用到Promise，因此干脆在所有介绍之前，先封装一个Promise，封装一次，为下面多次应用。

const fs = require('fs')
const path = require('path')  // 后面获取文件路径时候会用到
const readFilePromise = function (fileName) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(fileName, (err, data) => {
            if (err) {
                reject(err)  // 注意，这里执行 reject 是传递了参数，后面会有地方接收到这个参数
            } else {
                resolve(data.toString())  // 注意，这里执行 resolve 时传递了参数，后面会有地方接收到这个参数
            }
        })
    })
}

以上代码一个一段 nodejs 代码，将读取文件的函数fs.readFile封装为一个Promise。经过上一节的学习，我想大家肯定都能看明白代码的含义，要是看不明白，你就需要回炉重造了！