上篇:es5、es6、es7中的异步写法

4fb62098-d932-41ac-ae56-8613fd02db12 Luzeshu 星期二, 2017年7月11日 0

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1.1 es5 —— 回调

把异步执行的函数放进回调函数中是最原始的做法。
但是异步的层次太多时,出现的回调嵌套导致代码相当难看并且难以维护。

taskAsyncA(function () {
  taskAsyncB(function () {
    taskAsyncC(function () {
      ...
    })
  });
});

于是出现了很多异步流程控制的包。说白了就是把多层嵌套的异步代码展平了。
如async.js 和 bluebird/Promise。

1.1.1 async

async.series(function (cb) {
  taskAsyncA(function () {
    ...
    return cb();
  });
}, function(cb) {
  taskAsyncB(function () {
    return cb();
  });
}, function(cb) {
  taskAsyncC(function () {
    return cb();
  });
  ....
}, function (err) {

});

1.1.2 bluebird/Promise

taskPromisifyA = Promise.promisify(taskAsyncA);
taskPromisifyB = Promise.promisify(taskAsyncB);
taskPromisifyC = Promise.promisify(taskAsyncC);
.....

Promise.resolve()
  .then(() => taskPromisifyA())
  .then(() => taskPromisifyB())
  .then(() => taskPromisifyC())
  ......


1.2 es6/es2015 —— generator函数和yield

es6标准多了一些新语法Generator函数、Iterator对象、Promise对象、yield语句。
es6的Promise对象是原生的,不依赖bluebird这些包。

1.2.1 例子1

下面展示了定义一个Generator函数的语法。
调用Generator函数时返回一个Iterator迭代器。通过该迭代器能够不断触发Generator函数里面的yield步骤。
iter.next()返回的是一个含有value、done属性的对象,done表示是否到达结尾,value表示yield的返回值。
这里需要注意的是,Generator函数调用时返回一个Iterator,但是本身的代码是停止的,等iter.next()才会开始执行。

  2 function* gen() {
  3   console.log('step 1');
  4   yield 'str 1';
  5   console.log('step 2');
  6   yield;
  7   yield;
  8   return 'str 2';
  9 }
 10
 11 let iter = gen();
 12 console.log(iter.contructor);
 13 console.log('start!');
 14 console.log(iter.next());
 15 console.log(iter.next());
 16 console.log(iter.next());
 17 console.log(iter.next());
 18 console.log(iter.next());

输出:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
undefined
start!
step 1
{ value: 'str 1', done: false }
step 2
{ value: undefined, done: false }
{ value: undefined, done: false }
{ value: 'str 2', done: true }
{ value: undefined, done: true }

1.2.2 例子2

如果在Generator函数里面,再yield一个generator函数或者Iterator对象,实际上不会串联到一起。看一下下面的例子就明白了。

  1 function* gen2() {
  2   console.log('gen2: step1');
  3   yield 'str3 in gen2';
  4   console.log('gen2: ste2');
  5   yield;
  6   yield;
  7   return 'str4 in gen2';
  8 }
  9
 10 function* gen() {
 11   console.log('step 1');
 12   yield 'str 1';
 13   console.log('step 2');
 14   yield gen2();
 15   yield;
 16   return 'str 2';
 17 }
 18
 19 let iter = gen();
 20 console.log(iter.contructor);
 21 console.log('start!');
 22 console.log(iter.next());
 23 console.log(iter.next());
 24 console.log(iter.next());
 25 console.log(iter.next());
 26 console.log(iter.next());

与例子1的输出基本一样。第14行代码所执行的,仅仅是gen2()返回了一个普通的Iterator对象,再被yield当成普通的返回值返回了而已。所以该行输出的value是一个{}。

同样的,把第14行的“yield gen2()”修改成“yield gen2”。那么也只是把gen2函数当成一个普通的对象返回了。对应的输出是:

{ value: [GeneratorFunction: gen2], done: false }

那么我们在用koa@1的时候,经常有“yield next”(等效于“yield* next”),这个next实际上就是一个 对象。它所达到的效果,是通过 实现的。下篇博客再讲。

1.2.3 例子3 yield*

yield* 后面跟着一个可迭代对象(iterable object)。包括Iterator对象、数组、字符串、arguments对象等等。

如果希望两个Generator函数串联到一起,应该把例子2中的第14行代码“yield gen2()”改成“yield* gen2()”。此时的输出为:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
undefined
start!
step 1
{ value: 'str 1', done: false }
step 2
gen2: step1
{ value: 'str3 in gen2', done: false }
gen2: ste2
{ value: undefined, done: false }
{ value: undefined, done: false }
{ value: undefined, done: false }
{ value: 'str 2', done: true }
{ value: undefined, done: true }
{ value: undefined, done: true }

但gen2()return的'str4 in gen2'没有被输出。当把14行代码再次改成“console.log(yield* gen2())”时,才会把return回来的结果输出,而且也不同于yield 返回的对象类型。
输出结果:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
undefined
start!
step 1
{ value: 'str 1', done: false }
step 2
gen2: step1
{ value: 'str3 in gen2', done: false }
gen2: ste2
{ value: undefined, done: false }
{ value: undefined, done: false }
str4 in gen2
{ value: undefined, done: false }
{ value: 'str 2', done: true }
{ value: undefined, done: true }
{ value: undefined, done: true }

关于yield*语句的说明:

The yield* expression iterates over the operand and yields each value returned by it.

The value of yield* expression itself is the value returned by that iterator when it's closed (i.e., when done is true).

(来自https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/yield*

1.2.4 例子4

如果在Generator函数里面yield一个Promise对象。同样不会有任何特殊的地方,Promise对象会被yield返回,并且输出"value: Promise { }"

例子代码:

  1 function pro() {
  2   return new Promise((resolve) => {
  3     console.log('waiting...');
  4     setTimeout(() => {
  5       console.log('timeout');
  6       return resolve();
  7     }, 3000);
  8   });
  9 }
 10
 11 function* gen() {
 12   console.log('step 1');
 13   yield 'str 1';
 14   console.log('step 2');
 15   yield pro();
 16   yield;
 17   return 'str 2';
 18 }
 19
 20 let iter = gen();
 21 console.log(iter.contructor);
 22 console.log('start!');
 23 console.log(iter.next());
 24 console.log(iter.next());
 25 console.log(iter.next());
 26 console.log(iter.next());
 27 console.log(iter.next());

输出:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
undefined
start!
step 1
{ value: 'str 1', done: false }
step 2
waiting...
{ value: Promise { <pending> }, done: false }
{ value: undefined, done: false }
{ value: 'str 2', done: true }
{ value: undefined, done: true }
timeout

执行时在{value: undefined, done: true}和timeout之间等待了3秒。

1.2.5 co库

上面四个例子大概展示了es6的Generator和Iterator语法的特性。
类似于提供了我们一个状态机的支持。

但这里有两个问题:

  1. 在例子4中yield 一个Promise对象,并不会有什么特殊现象。不会等待Promise对象被settle之后才继续往下。
  2. generator函数返回的只是一个Iterator对象,我们不得不手动调用next()方法去进入下一个状态。

当用co库时:

  1. co(function*() {}),这里面的Generator是会自动依次next下去,直到结束。
  2. yield 一个Promise对象时,等到被settle之后才会继续。也正是因为co的这个实现,得以让我们写出“同步形式”而“异步本质”的代码。
  3. co激发的Generator函数里面,对yield返回的东西有特殊要求,比如不能是String、undefined这些。而这些在正常es6语法下是允许的。

例子5:

  2 const co = require('co');      // 4.6.0版本
  3 function pro() {
  4   return new Promise((resolve) => {
  5     console.log('waiting...');
  6     setTimeout(() => {
  7       console.log('timeout');
  8       return resolve();
  9     }, 3000);
 10   });
 11 }
 12
 13 function* gen() {
 14   console.log('step 1');
 15 //  yield 'str 1';
 16   console.log('step 2');
 17   yield pro();
 18   console.log('step 3');
 19 //  yield;
 20   return 'str 2';
 21 }
 22
 23 co(gen);

输出:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
step 1
step 2
waiting...
timeout
step 3

可以看出'step 3'的输出等到promise被settle之后才执行。

例子6: 如果取消第15行代码注释,yield 一个字符串或者undefined等,则报错:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
step 1
(node:29050) UnhandledPromiseRejectionWarning: Unhandled promise rejection (rejection id: 1): TypeError: You may only yield a function, promise, generator, array, or object, but the following object was passed: "str 1"
(node:29050) [DEP0018] DeprecationWarning: Unhandled promise rejections are deprecated. In the future, promise rejections that are not handled will terminate the Node.js process with a non-zero exit code.

co 中的yield Iterator对象

在1.2.2的例子2中做过一个试验,第14行代码yield了gen2()返回的Iterator对象之后,gen2()并不会被执行,并且yield gen2()输出的值仅仅只是“value: {}, done: false”这样的普通对象。
而如果通过yield* gen2(),在1.2.3中的例子可以看到是会执行gen2()的。

但是在koa1中的中间件里面,“yield* next”和“yield next”是一样的效果,都能够让中间件链继续往下执行。
这里面的原因正是koa1依赖的co库做了处理。
在co里面,yield一个Iterator对象和yield* 一个Iterator对象,效果是一样的。

例子7:

  1 const co = require('co');
  2
  3 function* gen2() {
  4   console.log('gen2: step1');
  5   return 'str4 in gen2';
  6 }
  7
  8 function* gen() {
  9   console.log('step 1');
 10   yield *gen2();
 11   console.log('step 2');
 12   return 'str 2';
 13 }
 14
 15 co(gen);

co源码

上面那个异常怎么抛出的呢?可以来跟踪一下co源码流程。co源码相当小。

function co(gen) {
  var ctx = this;
  var args = slice.call(arguments, 1)

  return new Promise(function(resolve, reject) {
    if (typeof gen === 'function') gen = gen.apply(ctx, args);
    if (!gen || typeof gen.next !== 'function') return resolve(gen);

    onFulfilled();

    function onFulfilled(res) {
      var ret;
      try {
        ret = gen.next(res);
      } catch (e) {
        return reject(e);
      }
      next(ret);
    }

    function onRejected(err) {
      var ret;
      try {
        ret = gen.throw(err);
      } catch (e) {
        return reject(e);
      }
      next(ret);
    }

    function next(ret) {
      if (ret.done) return resolve(ret.value);
      var value = toPromise.call(ctx, ret.value);
      if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected);
      return onRejected(new TypeError('You may only yield a function, promise, generator, array, or object, '
        + 'but the following object was passed: "' + String(ret.value) + '"'));
    }
  });
}

function toPromise(obj) {
  if (!obj) return obj;
  if (isPromise(obj)) return obj;
  if (isGeneratorFunction(obj) || isGenerator(obj)) return co.call(this, obj);
  if ('function' == typeof obj) return thunkToPromise.call(this, obj);
  if (Array.isArray(obj)) return arrayToPromise.call(this, obj);
  if (isObject(obj)) return objectToPromise.call(this, obj);
  return obj;
}

co()的参数可以是Generator函数也可以是返回Promise对象的函数。
如果是Generator函数,返回了Iterator对象,进入到onFulfilled(),并进入“永动机”的环节。
每一次yield回来的东西调用next,如果是不允许的类型(比如string、undefined等),就会产生一个TypeError并进入onRejected()。
如果是Proise对象,就等待settle。如果是Generator函数,就继续用co包装……

如果我们yield 回去的promise对象、或者co自己产生的TypeError,最终都去到onRejected(err)。



1.3 es7 —— async函数与await语句

1.2 说了Generator本质上有点类似状态机,yield 一个promise对象本身不会等待该promise被settle,也自然无法等待一个异步回调。而co库利用Generator特性去实现了。

在es7的新特性中,引入了async函数和await语句。await语句生来就是用来等待一个Promise对象的。而且await语法返回值是该Promise对象的resolve值。见下面例子:

The await operator is used to waiting for a Promise. It can only be used inside an async function.

(来自https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/await

例子:

  2 function async1() {
  3   return new Promise((resolve) => {
  4     console.log('waiting...');
  5     setTimeout(() => {
  6       console.log('timeout');
  7       return resolve('resolve value');
  8     }, 3000);
  9   });
 10 }
 11
 12 (async function () {
 13   let ret = await async1();
 14   console.log(ret);
 15 })();

输出:

[Sherlock@Holmes Moriarty]$ node app.js
waiting...
timeout
resolve value

此外,async函数被执行时同普通函数一样,自动往下执行。而不像Generator函数需要一个Iterator对象来激发。

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