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詳解JavaScript佇列函數與非同步執行

小云云
發布: 2017-12-18 10:57:01
原創
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在參考別人的JavaScript程式碼時曾經看過類似的佇列函數,不太理解,原來這個是為了保證函數會依序呼叫。本文主要跟大家介紹JavaScript佇列函數與非同步執行方法,希望能幫助大家。

假設你有幾個函數fn1、fn2和fn3需要按順序調用,最簡單的方式當然是:

fn1();fn2();fn3();
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但有時候這些函數是運行時一個個添加進來的,呼叫的時候不知道都有些什麼函數;這時候可以預先定義一個數組,添加函數的時候把函數push 進去,需要的時候從數組中按順序一個個取出來,依次調用:

var stack = [];// 执行其他操作,定义fn1stack.push(fn1);// 执行其他操作,定义fn2、fn3stack.push(fn2, fn3);// 调用的时候stack.forEach(function(fn) { fn() });
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這樣函數有沒名字也不重要,直接把匿名函數傳進去也可以。來測試一下:

var stack = [];function fn1() {
    console.log('第一个调用');
}
stack.push(fn1);function fn2() {
    console.log('第二个调用');
}
stack.push(fn2, function() { console.log('第三个调用') });

stack.forEach(function(fn) { fn() }); // 按顺序输出'第一个调用'、'第二个调用'、'第三个调用'
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這個實作目前為止運作正常,但我們忽略了一個情況,就是非同步函數的呼叫。非同步是JavaScript 中無法避免的主題,這裡不打算探討JavaScript 中有關非同步的各種術語和概念,請讀者自行查閱(例如某篇著名的評註)。如果你知道下面程式碼會輸出1、3、2,那請繼續往下看:

console.log(1);

setTimeout(function() {
    console.log(2);
}, 0);console.log(3);
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假如stack 佇列中有某個函數是類似的非同步函數,我們的實作就亂套了:

var stack = [];function fn1() { console.log('第一个调用') };
stack.push(fn1);function fn2() {
    setTimeout(function fn2Timeout() {
         console.log('第二个调用');
    }, 0);
}
stack.push(fn2, function() { console.log('第三个调用') });

stack.forEach(function(fn) { fn() }); // 输出'第一个调用'、'第三个调用'、'第二个调用'
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問題很明顯,fn2確實按順序呼叫了,但setTimeout裡的function fn2Timeout() { console.log('第二個呼叫') }卻不是立即執行的(即使把timeout 設為0) ;fn2呼叫之後馬上返回,接著執行fn3,fn3執行完了然才真正輪到fn2Timeout。
怎麼解決?我們分析下,這裡的關鍵在於fn2Timeout,我們必須等到它真正執行完才調用fn3,理想情況下大概像這樣:

function fn2() {
    setTimeout(function() {
        fn2Timeout();
        fn3();
    }, 0);
}
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但這樣做相當於把原來的fn2Timeout整個拿掉換成一個新函數,再把原來的fn2Timeout和fn3插進去。這種動態改掉原函數的寫法有個專門的名詞叫Monkey Patch。按我們程式設計師的口頭禪:“做肯定是能做”,但寫起來有點擰巴,而且容易把自己繞進去。有沒更好的做法?
我們退一步,不強求等fn2Timeout完全執行完才去執行fn3,而是在fn2Timeout函數體的最後一行去調用:

function fn2() {
    setTimeout(function fn2Timeout() {
        console.log('第二个调用');
        fn3();       // 注{1}
    }, 0);
}
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這樣看起來好了點,不過定義fn2的時候都還沒有fn3,這fn3哪來的?

還有一個問題,fn2裡既然要呼叫fn3,那我們就不能透過stack.forEach去呼叫fn3了,否則fn3會重複呼叫兩次。

我們不能把fn3寫死在fn2裡。相反,我們只需要在fn2Timeout末尾找出stack中fn2的下一個函數,再呼叫:

function fn2() {
    setTimeout(function fn2Timeout() {
        console.log('第二个调用');        next();
    }, 0);
}
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這個next函數負責找出stack 中的下一個函數並執行。我們現在來實作next:

var index = 0;

function next() {
    var fn = stack[index];    index = index + 1; // 其实也可以用shift 把fn 拿出来    if (typeof fn === 'function') fn();
}next通过stack[index]去获取stack中的函数,每调用next一次index会加1,从而达到取出下一个函数的目的。
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next這樣使用:

var stack = [];

// 定义index 和nextfunction fn1() {
    console.log('第一个调用');    next();  // stack 中每一个函数都必须调用`next`
};
stack.push(fn1);function fn2() {
    setTimeout(function fn2Timeout() {
         console.log('第二个调用');         next();  // 调用`next`
    }, 0);
}
stack.push(fn2, function() {
    console.log('第三个调用');    next(); // 最后一个可以不调用,调用也没用。
});next(); // 调用next,最终按顺序输出'第一个调用'、'第二个调用'、'第三个调用'。
现在stack.forEach一行已经删掉了,我们自行调用一次next,next会找出stack中的第一个函数fn1执行,fn1 里调用next,去找出下一个函数fn2并执行,fn2里再调用next,依此类推。
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每個函數裡都必須呼叫next,如果某個函數裡不寫,執行完函數後程式就會直接結束,沒有任何機制繼續。

了解了函數佇列的這個實作後,你應該可以解決下面這道面試題了:

// 实现一个LazyMan,可以按照以下方式调用:
LazyMan(“Hank”)/* 输出: 
Hi! This is Hank!
*/LazyMan(“Hank”).sleep(10).eat(“dinner”)输出/* 输出: 
Hi! This is Hank!
// 等待10秒..
Wake up after 10
Eat dinner~
*/LazyMan(“Hank”).eat(“dinner”).eat(“supper”)/* 输出: 
Hi This is Hank!
Eat dinner~
Eat supper~
*/LazyMan(“Hank”).sleepFirst(5).eat(“supper”)/* 等待5秒,输出
Wake up after 5
Hi This is Hank!
Eat supper
*/// 以此类推。
Node.js 中大名鼎鼎的connect框架正是这样实现中间件队列的。有兴趣可以去看看它的源码或者这篇解读《何为 connect 中间件》。
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細心的你可能看出來,這個next暫時只能放在函數的末尾,如果放在中間,原來的問題還會出現:

function fn() {
    console.log(1);
    next();
    console.log(2); // next()如果调用了异步函数,console.log(2)就会先执行}
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redux 和koa 透過不同的實現,可以讓next放在函數中間,執行後的函數再折回來執行next下面的程式碼,非常巧妙。有空再寫寫。

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以上是詳解JavaScript佇列函數與非同步執行的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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