JavaScript异步

ECMAScript 6(简称ES6)将 JavaScript 异步编程带入了一个全新的阶段。这篇文章的主题，就是介绍更强大、更完善的 ES6 异步编程方法。

首先我们回顾一下javascript异步的发展历程。

ES6 以前：

回调函数(callback)：nodejs express 中常用，ajax中常用。

ES6：

promise对象：nodejs最早有bluebird promise的雏形，axios中常用。

generator函数：nodejs koa框架使用率很高。

ES7:

async/await语法：当前最常用的异步语法，nodejs koa2 完全使用该语法。

什么是异步

所谓"异步"，简单说就是一个任务分成两段，先执行第一段，然后转而执行其他任务，等做好了准备，再回过头执行第二段。比如，有一个任务是读取文件进行处理，异步的执行过程就是下面这样。

异步

上图中，任务的第一段是向操作系统发出请求，要求读取文件。然后，程序执行其他任务，等到操作系统返回文件，再接着执行任务的第二段(处理文件)。

这种不连续的执行，就叫做异步。相应地，连续的执行，就叫做同步。

同步

上图就是同步的执行方式。由于是连续执行，不能插入其他任务，所以操作系统从硬盘读取文件的这段时间，程序只能干等着。

回调函数callback

JavaScript 语言对异步编程的实现，就是回调函数。所谓回调函数，就是把任务的第二段单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，就直接调用这个函数。它的英语名字 callback，直译过来就是"重新调用"。

回调字面也好理解，就是先处理本体函数，再处理回调的函数，举个例子，方便大家理解。

上面的例子很好理解，首先执行主体函数A，打印结果：我是主题函数;

然后执行回调函数callback 也就是B，打印结果：我是回调函数。

promise对象

promise 对象用于一个异步操作的最终完成(或最终失败)及其结果的表示。

简单地说就是处理一个异步请求。我们经常会做些断言，如果我赢了你就嫁给我，如果输了我就嫁给你之类的断言。

这就是promise的中文含义：断言，一个成功，一个失败。

举个例子，方便大家理解：

promise构造函数的参数是一个函数，我们把它称为处理器函数。

处理器函数接收两个函数reslove和reject作为其参数，当异步操作顺利执行则执行reslove函数, 当异步操作中发生异常时，则执行reject函数。

通过resolve传入得的值，可以在then方法中获取到，通过reject传入的值可以在chatch方法中获取到。

因为then和catch都返回一个相同的promise对象，所以可以进行链式调用。

Promise 的写法只是回调函数的改进，使用then方法以后，异步任务的两段执行看得更清楚了，除此以外，并无新意。

Promise 的最大问题是代码冗余，原来的任务被Promise 包装了一下，不管什么操作，一眼看去都是一堆 then，原来的语义变得很不清楚。

那么，有没有更好的写法呢?

协程

传统的编程语言，早有异步编程的解决方案(其实是多任务的解决方案)。其中有一种叫做"协程"(coroutine)，意思是多个线程互相协作，完成异步任务。

协程有点像函数，又有点像线程。它的运行流程大致如下。

第一步，协程A开始执行。

第二步，协程A执行到一半，进入暂停，执行权转移到协程B。

第三步，(一段时间后)协程B交还执行权。

第四步，协程A恢复执行。

上面流程的协程A，就是异步任务，因为它分成两段(或多段)执行。

举例来说，读取文件的协程写法如下。

function asnycJob() { 
 // ...其他代码 
 var f = yield readFile(fileA); 
 // ...其他代码 
}

上面代码的函数 asyncJob 是一个协程，它的奥妙就在其中的 yield 命令。它表示执行到此处，执行权将交给其他协程。也就是说，yield命令是异步两个阶段的分界线。

协程遇到 yield 命令就暂停，等到执行权返回，再从暂停的地方继续往后执行。它的最大优点，就是代码的写法非常像同步操作，如果去除yield命令，简直一模一样。

Generator 函数

Generator 函数是协程在 ES6 的实现，最大特点就是可以交出函数的执行权(即暂停执行)。

function* gen(x){ 
 var y = yield x + 2; 
 return y; 
}

上面代码就是一个 Generator 函数。它不同于普通函数，是可以暂停执行的，所以函数名之前要加星号，以示区别。

整个 Generator 函数就是一个封装的异步任务，或者说是异步任务的容器。异步操作需要暂停的地方，都用 yield 语句注明。Generator 函数的执行方法如下。

var g = gen(1); 
g.next() // { value: 3, done: false } 
g.next() // { value: undefined, done: true }

上面代码中，调用 Generator 函数，会返回一个内部指针(即遍历器 )g 。这是 Generator 函数不同于普通函数的另一个地方，即执行它不会返回结果，返回的是指针对象。调用指针 g 的 next 方法，会移动内部指针(即执行异步任务的第一段)，指向第一个遇到的 yield 语句，上例是执行到 x + 2 为止。

换言之，next 方法的作用是分阶段执行 Generator 函数。每次调用 next 方法，会返回一个对象，表示当前阶段的信息( value 属性和 done 属性)。value 属性是 yield 语句后面表达式的值，表示当前阶段的值;done 属性是一个布尔值，表示 Generator 函数是否执行完毕，即是否还有下一个阶段。

Generator 函数的用法

下面看看如何使用 Generator 函数，执行一个真实的异步任务。

var fetch = require('node-fetch'); 
function* gen(){ 
 var url = 'https://api.github.com/users/github'; 
 var result = yield fetch(url); 
 console.log(result.bio); 
}

上面代码中，Generator 函数封装了一个异步操作，该操作先读取一个远程接口，然后从 JSON 格式的数据解析信息。就像前面说过的，这段代码非常像同步操作，除了加上了 yield 命令。

执行这段代码的方法如下。

var g = gen(); 
var result = g.next(); 
result.value.then(function(data){ 
 return data.json(); 
}).then(function(data){ 
 g.next(data); 
});

上面代码中，首先执行 Generator 函数，获取遍历器对象，然后使用 next 方法(第二行)，执行异步任务的第一阶段。由于 Fetch 模块返回的是一个 Promise 对象，因此要用 then 方法调用下一个next 方法。

可以看到，虽然 Generator 函数将异步操作表示得很简洁，但是流程管理却不方便(即何时执行第一阶段、何时执行第二阶段)。

async-await

async函数返回一个promise对象，如果在async函数中返回一个直接量，async会通过Promise.resolve封装成Promise对象。

我们可以通过调用promise对象的then方法，获取这个直接量。

那如过async函数不返回值，又会是怎么样呢?

await会暂停当前async的执行，await会阻塞代码的执行，直到await后的表达式处理完成，代码才能继续往下执行。

await后的表达式既可以是一个Promise对象，也可以是任何要等待的值。

如果await等到的是一个 Promise 对象，await 就忙起来了，它会阻塞后面的代码，等着 Promise 对象 resolve，然后得到 resolve 的值，作为 await 表达式的运算结果。

上边你看到阻塞一词，不要惊慌，async/await只是一种语法糖，代码执行与多个callback嵌套调用没有区别。

本质并不是同步代码，它只是让你思考代码逻辑的时候能够以同步的思维去思考，避开回调地狱。

简而言之-async/await是以同步的思维去写异步的代码，所以async/await并不会影响node的并发数，大家可以大胆的应用到项目中去!

如果它等到的不是一个 Promise 对象，那 await 表达式的运算结果就是它等到的东西。

举个例子，方便大家理解：