實例詳解js異步編程

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

#迴圈），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，很快就會失去響應。

"非同步模式"程式設計的4種方法：

一、回呼函數：這是非同步程式設計最基本的方法。

兩個函數f1,f2，如果f1是很耗時的任務，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);

}

執行程式碼就變成下面這樣：f1(f2)；

採用這種方式，我們把同步操作變成了非同步操作，f1不會堵塞程式運行，相當於先執行程序的主要邏輯，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調函數。

二、事件監聽

        另一個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。

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);

}

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，運作流程會變得很不清晰。

三、發布/訂閱（觀察者模式）

上一節的"事件"，完全可以理解成"訊號"。

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），又稱為"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);

然後，f1進行如下改寫：

function f1(){

    setTimeout(function () {

        // f1的任务代码

        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。因為我們可以透過查看"訊息中心"，了解存在多少訊號、每個訊號有多少訂閱者，從而監控程式的運作。

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，它的想法是，每一個非同步任務返回一個Promise對象，該物件有一個then方法，允許指定回調函數。例如，f1的回呼函數f2,可以寫成：

f1().then(f2);

f1().then(f2);

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;

}

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);

再比如，指定发生错误时的回调函数：

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

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。

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