摘要：參考文章珠峰架構課墻裂推薦細說異步函數發(fā)展歷程異步編程謝謝各位小伙伴愿意花費寶貴的時間閱讀本文，如果本文給了您一點幫助或者是啟發(fā)，請不要吝嗇你的贊和，您的肯定是我前進的最大動力。

知其然知其所以然，首先了解三個概念：

1.什么是同步？

所謂同步，就是在發(fā)出一個"調用"時，在沒有得到結果之前，該“調用”就不返回。但是一旦調用返回，就得到返回值了。換句話說，就是由“調用者”主動等待這個“調用”的結果。此調用執(zhí)行完之前，阻塞之后的代碼執(zhí)行。

2.什么是異步？

"調用"在發(fā)出之后，這個調用就直接返回了，所以沒有返回結果。換句話說，當一個異步過程調用發(fā)出后，調用者不會立刻得到結果。而是在"調用"發(fā)出后，"被調用者"通過狀態(tài)、通知來通知調用者，或通過回調函數處理這個調用。異步調用發(fā)出后，不影響后面代碼的執(zhí)行。

3.JavaScript 中為什么需要異步？

首先我們知道JavaScript是單線程的(即使新增了webworker，但是本質上JS還是單線程)。同步代碼意味著什么呢？意味著有可能會阻塞，當我們有一個任務需要時間較長時，如果使用同步方式，那么就會阻塞之后的代碼執(zhí)行。而異步則不會，我們不會等待異步代碼的之后，繼續(xù)執(zhí)行異步任務之后的代碼。

更多優(yōu)質文章可戳: https://github.com/YvetteLau/...

概念了解完了，我們就要進入今天的正題了。首先大家思考一下：平時在工作中，主要使用了哪些異步解決方案，這些異步方案有什么優(yōu)缺點？

異步最早的解決方案是回調函數，如事件的回調，setInterval/setTimeout中的回調。但是回調函數有一個很常見的問題，就是回調地獄的問題(稍后會舉例說明);

為了解決回調地獄的問題，社區(qū)提出了Promise解決方案，ES6將其寫進了語言標準。Promise一定程度上解決了回調地獄的問題，但是Promise也存在一些問題，如錯誤不能被try catch，而且使用Promise的鏈式調用，其實并沒有從根本上解決回調地獄的問題，只是換了一種寫法。

ES6中引入 Generator 函數，Generator是一種異步編程解決方案，Generator 函數是協(xié)程在 ES6 的實現，最大特點就是可以交出函數的執(zhí)行權，Generator 函數可以看出是異步任務的容器，需要暫停的地方，都用yield語句注明。但是 Generator 使用起來較為復雜。

ES7又提出了新的異步解決方案:async/await，async是 Generator 函數的語法糖，async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發(fā)展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。

回調函數 ---> Promise ---> Generator ---> async/await.

//node讀取文件
fs.readFile(xxx, "utf-8", function(err, data) {
    //code
});

回調函數的使用場景(包括但不限于):

事件回調

Node API

setTimeout/setInterval中的回調函數

ajax 請求

回調函數的優(yōu)點: 簡單。
回調函數的缺點：

異步回調嵌套會導致代碼難以維護，并且不方便統(tǒng)一處理錯誤，不能 try catch 和 回調地獄(如先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C...)。

fs.readFile(A, "utf-8", function(err, data) {
    fs.readFile(B, "utf-8", function(err, data) {
        fs.readFile(C, "utf-8", function(err, data) {
            fs.readFile(D, "utf-8", function(err, data) {
                //....
            });
        });
    });
});

Promise 一定程度上解決了回調地獄的問題，Promise 最早由社區(qū)提出和實現，ES6 將其寫進了語言標準，統(tǒng)一了用法，原生提供了Promise對象。

那么我們看看Promise是如何解決回調地獄問題的，仍然以上文的readFile 為例(先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C)。

function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}
read(A).then(data => {
    return read(B);
}).then(data => {
    return read(C);
}).then(data => {
    return read(D);
}).catch(reason => {
    console.log(reason);
});

Promise 的優(yōu)點:

一旦狀態(tài)改變，就不會再變，任何時候都可以得到這個結果

可以將異步操作以同步操作的流程表達出來，避免了層層嵌套的回調函數

缺點:

無法取消 Promise

當處于pending狀態(tài)時，無法得知目前進展到哪一個階段

錯誤不能被 try catch

假設有這樣一個需求：讀取A,B,C三個文件內容，都讀取成功后，再輸出最終的結果。在Promise之前，我們一般可以借助發(fā)布訂閱模式去實現:

let pubsub = {
    arry: [],
    emit() {
        this.arry.forEach(fn => fn());
    },
    on(fn) {
        this.arry.push(fn);
    }
}

let data = [];
pubsub.on(() => {
    if(data.length === 3) {
        console.log(data);
    }
});
fs.readFile(A, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});
fs.readFile(B, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});
fs.readFile(C, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});

Promise給我們提供了 Promise.all 的方法，對于這個需求，我們可以使用 Promise.all 來實現。

/**
 * 將 fs.readFile 包裝成promise接口
 */
function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}

/**
 * 使用 Promise
 * 
 * 通過 Promise.all 可以實現多個異步并行執(zhí)行，同一時刻獲取最終結果的問題
 */
Promise.all([
    read(A),
    read(B),
    read(C)
]).then(data => {
    console.log(data);
}).catch(err => console.log(err));

可執(zhí)行代碼可戳: https://github.com/YvetteLau/...

Generator 函數是 ES6 提供的一種異步編程解決方案，整個 Generator 函數就是一個封裝的異步任務，或者說是異步任務的容器。異步操作需要暫停的地方，都用 yield 語句注明。

Generator 函數一般配合 yield 或 Promise 使用。Generator函數返回的是迭代器。對生成器和迭代器不了解的同學，請自行補習下基礎。下面我們看一下 Generator 的簡單使用:

function* gen() {
    let a = yield 111;
    console.log(a);
    let b = yield 222;
    console.log(b);
    let c = yield 333;
    console.log(c);
    let d = yield 444;
    console.log(d);
}
let t = gen();
//next方法可以帶一個參數，該參數就會被當作上一個yield表達式的返回值
t.next(1); //第一次調用next函數時，傳遞的參數無效
t.next(2); //a輸出2;
t.next(3); //b輸出3; 
t.next(4); //c輸出4;
t.next(5); //d輸出5;

為了讓大家更好的理解上面代碼是如何執(zhí)行的，我畫了一張圖，分別對應每一次的next方法調用:

仍然以上文的 readFile (先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C)為例，使用 Generator + co庫來實現:

const fs = require("fs");
const co = require("co");
const bluebird = require("bluebird");
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);

function* read() {
    yield readFile(A, "utf-8");
    yield readFile(B, "utf-8");
    yield readFile(C, "utf-8");
    //....
}
co(read()).then(data => {
    //code
}).catch(err => {
    //code
});

Generator的缺點大約不用我說了，除非是找虐，不然一般不會直接使用 Generator 來解決異步的(當然也不排除是因為我不熟練)~~~

不使用co庫，如何實現？能否自己寫一個最簡的 my_co，有助于理解 async/await 的實現原理 ？請戳: https://github.com/YvetteLau/...

PS: 如果你還不太了解 Generator/yield，建議閱讀ES6相關文檔。

ES7中引入了 async/await 概念。async 其實是一個語法糖，它的實現就是將 Generator函數和自動執(zhí)行器（co），包裝在一個函數中。

async/await 的優(yōu)點是代碼清晰，不用像 Promise 寫很多 then 鏈，就可以處理回調地獄的問題。并且錯誤可以被try catch。

仍然以上文的readFile (先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C) 為例，使用 async/await 來實現:

const fs = require("fs");
const bluebird = require("bluebird");
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);


async function read() {
    await readFile(A, "utf-8");
    await readFile(B, "utf-8");
    await readFile(C, "utf-8");
    //code
}

read().then((data) => {
    //code
}).catch(err => {
    //code
});

使用 async/await 實現此需求：讀取A,B,C三個文件內容，都讀取成功后，再輸出最終的結果。

function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}

async function readAsync() {
    let data = await Promise.all([
        read(A),
        read(B),
        read(C)
    ]);
    return data;
}

readAsync().then(data => {
    console.log(data);
});

所以JS的異步發(fā)展史，可以認為是從 callback -> promise -> generator -> async/await。async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發(fā)展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。

因本人水平有限，文中內容未必百分百正確，如有不對的地方，請給我留言，謝謝。

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參考文章：

[1] 珠峰架構課(墻裂推薦)

[2] 細說JavaScript異步函數發(fā)展歷程

[3] ES6 Promise

[4] ES6 Generator

[5] ES6 async

[6] JavaScript異步編程

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