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詳解JavaScript實作非同步的4種方法

黄舟
發布: 2017-03-17 14:26:21
原創
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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,後面的任務就必須排隊等著,會拖延整個程序的執行。常見的瀏覽器無回應(假死),往往是因為某一段Javascript程式碼長時間運作(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。

  f1();

  f2();
登入後複製

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的任务代码

      callback();

    }, 1000);

  }
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執行程式碼就變成下面這樣:

  f1(f2);
登入後複製

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呼函數。

二、事件監聽

另一種想法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(這裡採用的jQuery的寫法)。

  f1.on('done', f2);
登入後複製

上面這行程式碼的意思是,當f1發生done事件,就執行f2。然後,對f1進行改寫:

  function f1(){

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

      f1.trigger('done');

    }, 1000);

  }
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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、發布/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的一個外掛。

首先,f2向”訊號中心”jQuery訂閱”done”訊號。

  jQuery.subscribe("done", f2);
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然後,f1進行如下改寫:

  function f1(){

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

      jQuery.publish("done");

    }, 1000);

  }
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jQuery.publish("done")的意思是,f1执行完成后,向”信号中心”jQuery发布”done”信号,从而引发f2的执行。

此外,f2完成执行后,也可以取消订阅(unsubscribe)。

  jQuery.unsubscribe("done", f2);
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这种方法的性质与”事件监听”类似,但是明显优于后者。因为我们可以通过查看”消息中心”,了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者,从而监控程序的运行。

四、Promises对象

Promises对象是CommonJS工作组提出的一种规范,目的是为异步编程提供统一接口

简单说,它的思想是,每一个异步任务返回一个Promise对象,该对象有一个then方法,允许指定回调函数。比如,f1的回调函数f2,可以写成:

  f1().then(f2);
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f1要进行如下改写(这里使用的是jQuery的实现):

  function f1(){

    var dfd = $.Deferred();

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

      dfd.resolve();

    }, 500);

    return dfd.promise;

  }
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这样写的优点在于,回调函数变成了链式写法,程序的流程可以看得很清楚,而且有一整套的配套方法,可以实现许多强大的功能。

比如,指定多个回调函数:

  f1().then(f2).then(f3);
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再比如,指定发生错误时的回调函数:

  f1().then(f2).fail(f3);
登入後複製

而且,它还有一个前面三种方法都没有的好处:如果一个任务已经完成,再添加回调函数,该回调函数会立即执行。所以,你不用担心是否错过了某个事件或信号。这种方法的缺点就是编写和理解,都相对比较难。

以上是詳解JavaScript實作非同步的4種方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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