JavaScript 异步编程的 4 种方法

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2012-12-25 17:33 by 副主编 WnouM 评论(14) 有8373人浏览

Javascript 同步异步

本文转载自阮一峰的博客。

你可能知道，Javascript语言的执行环境是"单线程"（single thread）。所谓"单线程"，就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务，以此类推。

这种模式的好处是实现起来比较简单，执行环境相对单纯；坏处是只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应（假死），往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。

为了解决这个问题，Javascript语言将任务的执行模式分成两种：同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）。

"同步模式"就是上一段的模式，后一个任务等待前一个任务结束，然后再执行，程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的；"异步模式"则完全不同，每一个任务有一个或多个回调函数（callback），前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

"异步模式"非常重要。在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应，最好的例子就是Ajax操作。在服务器端，"异步模式"甚至是唯一的模式，因为执行环境是单线程的，如果允许同步执行所有http请求，服务器性能会急剧下降，很快就会失去响应。

本文总结了"异步模式"编程的4种方法，理解它们可以让你写出结构更合理、性能更出色、维护更方便的Javascript程序。

一、回调函数

这是异步编程最基本的方法。

假定有两个函数f1和f2，后者等待前者的执行结果。

f1();
f2();

如果f1是一个很耗时的任务，可以考虑改写f1，把f2写成f1的回调函数。

　　function f1(callback){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任务代码
　　　　　　callback();
　　　　}, 1000);
　　}

执行代码就变成下面这样：

f1(f2);

采用这种方式，我们把同步操作变成了异步操作，f1不会堵塞程序运行，相当于先执行程序的主要逻辑，将耗时的操作推迟执行。

回调函数的优点是简单、容易理解和部署，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合（Coupling），流程会很混乱，而且每个任务只能指定一个回调函数。

二、事件监听

另一种思路是采用事件驱动模式。任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。

还是以f1和f2为例。首先，为f1绑定一个事件（这里采用的jQuery的写法）。

f1.on('done', f2);

上面这行代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后，对f1进行改写：

　　function f1(){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任务代码
　　　　　　f1.trigger('done');
　　　　}, 1000);
　　}

f1.trigger('done')表示，执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。

这种方法的优点是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以"去耦合"（Decoupling），有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。

三、发布/订阅

上一节的"事件"，完全可以理解成"信号"。

我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心"订阅"（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern），又称"观察者模式"（observer pattern）。

这个模式有多种实现，下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，这是jQuery的一个插件。
首先，f2向"信号中心"jQuery订阅"done"信号。

jQuery.subscribe("done", f2);

然后，f1进行如下改写：

　　function f1(){
　　　　setTimeout(function () {
　　　　　　// f1的任务代码
　　　　　　jQuery.publish("done");
　　　　}, 1000);
　　}

jQuery.publish("done")的意思是，f1执行完成后，向"信号中心"jQuery发布"done"信号，从而引发f2的执行。

此外，f2完成执行后，也可以取消订阅（unsubscribe）。

jQuery.unsubscribe("done", f2);

这种方法的性质与"事件监听"类似，但是明显优于后者。因为我们可以通过查看"消息中心"，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

四、Promises对象

Promises对象是CommonJS工作组提出的一种规范，目的是为异步编程提供统一接口。

简单说，它的思想是，每一个异步任务返回一个Promise对象，该对象有一个then方法，允许指定回调函数。比如，f1的回调函数f2,可以写成：

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。

五、参考链接

Asynchronous JS: Callbacks, Listeners, Control Flow Libs and Promises

查看图片附件

来自: 阮一峰的博客

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评论共 14 条请登录后发表评论

14 楼 hobotree 2013-02-20 12:11

allloveend 写道

setTimeout就是js的异步执行吗！！！！！？？？？那我岂不是无师自通了……

我一开始看也这样想，其实这里只是用来表示一种耗时的javascript代码段。
关键不是在于f1().then(f2),这里f2还是在f1之后执行（可以说是同步执行），
关键在于如果你有一个方法f3耗时长的离谱,你希望f2还是能在f1之后执行，不能因为f3这粒老鼠屎而把浏览器锁死了，你这样写：
f1().then(f2);
f3();
那么此时f2作为f1的回调函数，会和f3异步执行，不受f3这粒老鼠屎的英雄。
顺便说一下，then()方法可链式执行，其执行也是异步的，即上面的代码写成
f1().then(f3).then(f2); f2照样不受f3影响

13 楼 kjj10 2012-12-27 09:33

9344187 写道

rainsilence 写道

原理差不多，只是加了层语法糖

什么是语法糖

原理上讲都是那几个设计模式，监听器或者观察者，语法糖就是说通过封装让你在使用的时候代码更简洁

12 楼 bruceeye 2012-12-26 10:36

11 楼 9344187 2012-12-26 10:10

rainsilence 写道

原理差不多，只是加了层语法糖

什么是语法糖

10 楼 wingsrao 2012-12-26 10:04

9 楼 allloveend 2012-12-26 10:00

setTimeout就是js的异步执行吗！！！！！？？？？那我岂不是无师自通了……

8 楼 1927105 2012-12-26 09:16

看完还是将的设计模式，最终一步还是抽象。。

7 楼 tacyuuhon 2012-12-26 01:08

一楼亮了。

6 楼 kanme818 2012-12-25 22:28

马克，不错学习

5 楼 QiuQiu0034 2012-12-25 22:25

QiuQiu0034 写道

这种所谓的异步仍然是同步,javascript的延迟执行和定时执行只不过是编译器在适当地时间将任务加入到单线程的队列当中去了,这在javascript权威指南里解释的很清楚

这篇文章说白了就是讲了几种设计模式而已

确切的说是解释器,而不是编译器

4 楼 QiuQiu0034 2012-12-25 22:25

3 楼 yuwenchun 2012-12-25 21:43

2 楼 rainsilence 2012-12-25 21:05

原理差不多，只是加了层语法糖

1 楼 Lamp兄弟 2012-12-25 19:22

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