實現Javascript非同步編程的4種方法)

來源:互聯網
上載者:User

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。

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。

function f1(callback){

setTimeout(function () {

// f1的任務代碼

callback();

}, 1000);

}

執行代碼就變成下面這樣:

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)。

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:

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。

jQuery.subscribe("done", f2);

然後,f1進行如下改寫:

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)。

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:

f1().then(f2);

f1要進行如下改寫(這裡使用的是jQuery的實現):

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:

f1().then(f2).then(f3);

再比如,指定發生錯誤時的回呼函數:

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。

 

五、參考連結

* Asynchronous JS: Callbacks, Listeners, Control Flow Libs and Promises

(完)

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