「译」更快的 async 函数和 promises

「译」更快的 async 函数和 promises

翻译自:Faster async functions and promises

JavaScript 的异步过程一直被认为是不够快的,更糟糕的是,在 NodeJS 等实时性要求高的场景下调试堪比噩梦。不过,这一切正在改变,这篇文章会详细解释我们是如何优化 V8 引擎(也会涉及一些其它引擎)里的 async 函数和 promises 的,以及伴随着的开发体验的优化。

温馨提示: 这里有个 视频,你可以结合着文章看。

异步编程的新方案

从 callbacks 到 promises,再到 async 函数

在 promises 正式成为 JavaScript 标准的一部分之前,回调被大量用在异步编程中,下面是个例子:

function handler(done) {
  validateParams((error) => {
    if (error) return done(error);
    dbQuery((error, dbResults) => {
      if (error) return done(error);
      serviceCall(dbResults, (error, serviceResults) => {
        console.log(result);
        done(error, serviceResults);
      });
    });
  });
}

类似以上深度嵌套的回调通常被称为「回调黑洞」,因为它让代码可读性变差且不易维护。

幸运地是,现在 promises 成为了 JavaScript 语言的一部分,以下实现了跟上面同样的功能:

function handler() {
  return validateParams()
    .then(dbQuery)
    .then(serviceCall)
    .then(result => {
      console.log(result);
      return result;
    });
}

最近,JavaScript 支持了 async 函数,上面的异步代码可以写成像下面这样的同步的代码:

async function handler() {
  await validateParams();
  const dbResults = await dbQuery();
  const results = await serviceCall(dbResults);
  console.log(results);
  return results;
}

借助 async 函数,代码变得更简洁,代码的逻辑和数据流都变得更可控,当然其实底层实现还是异步。(注意,JavaScript 还是单线程执行,async 函数并不会开新的线程。)

从事件监听回调到 async 迭代器

NodeJS 里 ReadableStreams 作为另一种形式的异步也特别常见,下面是个例子:

const http = require('http');

http.createServer((req, res) => {
  let body = '';
  req.setEncoding('utf8');
  req.on('data', (chunk) => {
    body += chunk;
  });
  req.on('end', () => {
    res.write(body);
    res.end();
  });
}).listen(1337);

这段代码有一点难理解:只能通过回调去拿 chunks 里的数据流,而且数据流的结束也必须在回调里处理。如果你没能理解到函数是立即结束但实际处理必须在回调里进行,可能就会引入 bug。

同样很幸运,ES2018 特性里引入的一个很酷的 async 迭代器 可以简化上面的代码:

const http = require('http');

http.createServer(async (req, res) => {
  try {
    let body = '';
    req.setEncoding('utf8');
    for await (const chunk of req) {
      body += chunk;
    }
    res.write(body);
    res.end();
  } catch {
    res.statusCode = 500;
    res.end();
  }
}).listen(1337);

你可以把所有数据处理逻辑都放到一个 async 函数里使用 for await…of 去迭代 chunks,而不是分别在 'data''end' 回调里处理,而且我们还加了 try-catch 块来避免 unhandledRejection 问题。

以上这些特性你今天就可以在生成环境使用!async 函数从 Node.js 8 (V8 v6.2 / Chrome 62) 开始就已全面支持,async 迭代器从 Node.js 10 (V8 v6.8 / Chrome 68) 开始支持

async 性能优化

从 V8 v5.5 (Chrome 55 & Node.js 7) 到 V8 v6.8 (Chrome 68 & Node.js 10),我们致力于异步代码的性能优化,目前的效果还不错,你可以放心地使用这些新特性。

「译」更快的 async 函数和 promises

上面的是 doxbee 基准测试,用于反应重度使用 promise 的性能,图中纵坐标表示执行时间,所以越小越好。

另一方面,parallel 基准测试 反应的是重度使用 Promise.all() 的性能情况,结果如下:

「译」更快的 async 函数和 promises

Promise.all 的性能提高了八倍

然后,上面的测试仅仅是小的 DEMO 级别的测试,V8 团队更关心的是 实际用户代码的优化效果

「译」更快的 async 函数和 promises

上面是基于市场上流行的 HTTP 框架做的测试,这些框架大量使用了 promises 和 async 函数,这个表展示的是每秒请求数,所以跟之前的表不一样,这个是数值越大越好。从表可以看出,从 Node.js 7 (V8 v5.5) 到 Node.js 10 (V8 v6.8) 性能提升了不少。

性能提升取决于以下三个因素:

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