Javascript非同步編程的4種方法讓你寫出更出色的程式

你可能知道，Javascript語言的執行環境是"單線程"（single thread）。
所謂"單線程"，就是指一次只能完成一件任務。如果有多個任務，就必須排隊，前面一個任務完成，再執行後面一個任務，以此類推。

這種模式的好處是實現起來比較簡單，執行環境相對單純；壞處是只要有一個任務耗時很長，後面的任務都必須排隊等著，會拖延整個程式的執行。常見的瀏覽器無響應（假死），往往就是因為某一段Javascript代碼長時間運行（比如死迴圈），導致整個頁面卡在這個地方，其他任務無法執行。

為瞭解決這個問題，Javascript語言將任務的執行模式分成兩種：同步（Synchronous）和非同步（Asynchronous）。

"同步模式"就是上一段的模式，後一個任務等待前一個任務結束，然後再執行，程式的執行順序與任務的排列順序是一致的、同步的；"非同步模式"則完全不同，每一個任務有一個或多個回呼函數（callback），前一個任務結束後，不是執行後一個任務，而是執行回呼函數，後一個任務則是不等前一個任務結束就執行，所以程式的執行順序與任務的排列順序是不一致的、非同步。

"非同步模式"非常重要。在瀏覽器端，耗時很長的操作都應該非同步執行，避免瀏覽器失去響應，最好的例子就是Ajax操作。在伺服器端，"非同步模式"甚至是唯一的模式，因為執行環境是單線程的，如果允許同步執行所有http請求，伺服器效能會急劇下降，很快就會失去響應。

本文總結了"非同步模式"編程的4種方法，理解它們可以讓你寫出結構更合理、效能更出色、維護更方便的Javascript程式。

一、回呼函數
這是非同步編程最基本的方法。
假定有兩個函數f1和f2，後者等待前者的執行結果。 複製代碼 代碼如下:f1();
　　f2();

如果f1是一個很耗時的任務，可以考慮改寫f1，把f2寫成f1的回呼函數。 複製代碼 代碼如下:function f1(callback){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任務代碼
　　　　　　callback();
　　　　}, 1000);
　　}

執行代碼就變成下面這樣： 複製代碼 代碼如下:f1(f2);

採用這種方式，我們把同步操作變成了非同步作業，f1不會堵塞程式運行，相當於先執行程式的主要邏輯，將耗時的操作延遲執行。

回呼函數的優點是簡單、容易理解和部署，缺點是不利於代碼的閱讀和維護，各個部分之間高度耦合（Coupling），流程會很混亂，而且每個任務只能指定一個回呼函數。

二、事件監聽
另一種思路是採用事件驅動模式。任務的執行不取決於代碼的順序，而取決於某個事件是否發生。
還是以f1和f2為例。首先，為f1綁定一個事件（這裡採用的jQuery的寫法）。 複製代碼 代碼如下:f1.on('done', f2);

上面這行代碼的意思是，當f1發生done事件，就執行f2。然後，對f1進行改寫： 複製代碼 代碼如下:function f1(){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任務代碼
　　　　　　f1.trigger('done');
　　　　}, 1000);
　　}

f1.trigger('done')表示，執行完成後，立即觸發done事件，從而開始執行f2。
這種方法的優點是比較容易理解，可以綁定多個事件，每個事件可以指定多個回呼函數，而且可以"去耦合"（Decoupling），有利於實現模組化。缺點是整個程式都要變成事件驅動型，運行流程會變得很不清晰。
三、發布/訂閱
上一節的"事件"，完全可以理解成"訊號"。
我們假定，存在一個"訊號中心"，某個任務執行完成，就向訊號中心"發布"（publish）一個訊號，其他任務可以向訊號中心"訂閱"（subscribe）這個訊號，從而知道什麼時候自己可以開始執行。這就叫做"發布/訂閱模式"（publish-subscribe pattern），又稱"觀察者模式"（observer pattern）。

這個模式有多種實現，下面採用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，這是jQuery的一個外掛程式。
首先，f2向"訊號中心"jQuery訂閱"done"訊號。 複製代碼 代碼如下:jQuery.subscribe("done", f2);

然後，f1進行如下改寫： 複製代碼 代碼如下:function f1(){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任務代碼
　　　　　　jQuery.publish("done");
　　　　}, 1000);
　　}

jQuery.publish("done")的意思是，f1執行完成後，向"訊號中心"jQuery發布"done"訊號，從而引發f2的執行。
此外，f2完成執行後，也可以取消訂閱（unsubscribe）。 複製代碼 代碼如下:jQuery.unsubscribe("done", f2);

這種方法的性質與"事件監聽"類似，但是明顯優於後者。因為我們可以通過查看"訊息中心"，瞭解存在多少訊號、每個訊號有多少訂閱者，從而監控程式的運行。

四、Promises對象
Promises對象是CommonJS工作群組提出的一種規範，目的是為非同步編程提供統一介面。
簡單說，它的思想是，每一個非同步任務返回一個Promise對象，該對象有一個then方法，允許指定回呼函數。比如，f1的回呼函數f2,可以寫成： 複製代碼 代碼如下:f1().then(f2);

f1要進行如下改寫（這裡使用的是jQuery的實現）： 複製代碼 代碼如下:function f1(){
　　　　var dfd = $.Deferred();
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任務代碼
　　　　　　dfd.resolve();
　　　　}, 500);
　　　　return dfd.promise;
　　}

這樣寫的優點在於，回呼函數變成了鏈式寫法，程式的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以實現許多強大的功能。

比如，指定多個回呼函數： 複製代碼 代碼如下:f1().then(f2).then(f3);

再比如，指定發生錯誤時的回呼函數： 複製代碼 代碼如下:f1().then(f2).fail(f3);

而且，它還有一個前面三種方法都沒有的好處：如果一個任務已經完成，再添加回呼函數，該回呼函數會立即執行。所以，你不用擔心是否錯過了某個事件或訊號。這種方法的缺點就是編寫和理解，都相對比較難。