你可能知道,Javascript語言的執行環境是」單執行緒「(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。常見的瀏覽器無回應(假死),往往是因為某一段Javascript程式碼長時間運行(例如死循環),導致整個頁面卡在這個地方,其他任務無法執行。
為了解決這個問題,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、非同步的。
「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,避免瀏覽器失去回應,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,很快就會失去回應。
本文總結了」非同步模式」程式設計的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
這是非同步程式設計最基本的方法。
假定有兩個函數f1和f2,後者等待前者的執行結果。
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。
setTimeout(function () {
// f1的任務代碼
callback();
}, 1000);
}
採用這種方式,我們把同步操作變成了非同步操作,f1不會堵塞程式運行,相當於先執行程式的主要邏輯,將耗時的操作推遲執行。
回呼函數的優點是簡單、容易理解和部署,缺點是不利於程式碼的閱讀和維護,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調函數。
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程式碼的順序,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(這裡所採用的jQuery的寫法)。
setTimeout(function () {
// f1的任務代碼
f1.trigger('done');
}, 1000);
}
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調函數,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,運作流程會變得很不清晰。
三、發佈/訂閱
上一節的”事件”,完全可以理解成”信號”。
我們假定,存在一個”信號中心”,某個任務執行完成,就向信號中心”發布”(publish)一個信號,其他任務可以向信號中心”訂閱”(subscribe)這個信號,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,以下採用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub,這是jQuery的一個插件。
首先,f2向”信號中心”jQuery訂閱”done”信號。
setTimeout(function () {
// f1的任務代碼
jQuery.publish("done");
}, 1000);
}
此外,f2完成執行後,也可以取消訂閱(unsubscribe)。
四、Promises物件
Promises物件是CommonJS工作小組提出的一種規範,目的是為非同步程式設計提供統一介面。
簡單說,它的思想是,每一個非同步任務返回一個Promise對象,該對像有一個then方法,允許指定回調函數。例如,f1的回呼函數f2,可以寫成:
var dfd = $.Deferred();
setTimeout(function () {
// f1的任務代碼
dfd.resolve();
}, 500);
return dfd.promise;
}
例如,指定多個回呼函數: