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JavaScript非同步編程的4種方法

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-09 , reply:0

  你可能知道,Javascript語言的執行環境是"單線程"(single thread).

  所謂"單線程",就是指一次只能完成一件任務.如果有多個任務,就必須排隊,前面一個任務完成,再執行後面一個任務,以此類推.

  這種模式的好處是實現起來比較簡單,執行環境相對單純;壞處是只要有一個任務耗時很長,後面的任務都必須排隊等著,會拖延整個程序的執行.常見的瀏覽器無響應(假死),往往就是某一段Javascript代碼長時間運行(比如死循環),導致整個頁面卡在這個地方,其他任務無法執行.

  為了解決這個問題,Javascript語言將任務的執行模式分成兩種:同步(Synchronous)和非同步(Asynchronous).

  "同步模式"就是上一段的模式,后一個任務等待前一個任務結束,然後再執行,程序的執行順序與任務的排列順序是一致的、同步的;"非同步模式"則完全不同,每一個任務有一個或多個回調函數(callback),前一個任務結束后,不是執行后一個任務,而是執行回調函數,后一個任務則是不等前一個任務結束就執行,程序的執行順序與任務的排列順序是不一致的、非同步的.

  "非同步模式"非常重要.在瀏覽器端,耗時很長的操作都應該非同步執行,避免瀏覽器失去響應,最好的例子就是Ajax操作.在伺服器端,"非同步模式"甚至是唯一的模式,執行環境是單線程的,如果允許同步執行所有http請求,伺服器性能會急劇下降,很快就會失去響應.

  本文總結了"非同步模式"編程的4種方法,理解它們可以讓你寫出結構更合理、性能更出色、維護更方便的Javascript程序.

  一、回調函數

  這是非同步編程最基本的方法.

  假定有兩個函數f1和f2,後者等待前者的執行結果.

  f1();

  f2();

  如果f1是一個很耗時的任務,可以考慮改寫f1,把f2寫成f1的回調函數.

  function f1(callback){

  setTimeout(function () {

  // f1的任務代碼 callback();

  }, 1000);

  }

  執行代碼就變成下面這樣:

  f1(f2);

  採用這種方式,我們把同步操作變成了非同步操作,f1不會堵塞程序運行,相當於先執行程序的主要邏輯,將耗時的操作推遲執行.

  回調函數的優點是簡單、容易理解和部署,缺點是不利於代碼的閱讀和維護,各個部分之間高度耦合(Coupling),流程會很混亂,每個任務只能指定一個回調函數.

  二、事件監聽

  另一種思路是採用事件驅動模式.任務的執行不取決於代碼的順序,而取決於某個事件是否發生.

  還是以f1和f2為例.,為f1綁定一個事件(這裡採用的jQuery的寫法).

  f1.on('done', f2);

  上面這行代碼的意思是,當f1發生done事件,就執行f2.然後,對f1進行改寫:

  function f1(){ setTimeout(function () { // f1的任務代碼 f1.trigger('done');

  }, 1000);

  }

  f1.trigger('done')表示,執行完成後,立即觸發done事件,從而開始執行f2.

  這種方法的優點是比較容易理解,可以綁定多個事件,每個事件可以指定多個回調函數,可以"去耦合"(Decoupling),有利於實現模塊化.缺點是整個程序都要變成事件驅動型,運行流程會變得很不清晰.

  三、發布/訂閱

  上一節的"事件",完全可以理解成"信號".

  我們假定,存在一個"信號中心",某個任務執行完成,就向信號中心"發布"(publish)一個信號,其他任務可以向信號中心"訂閱"(subscribe)這個信號,從而知道什麼時候自己可以開始執行.這就叫做"發布/訂閱模式"(publish-subscribe pattern),又稱"觀察者模式"(observer pattern).

  這個模式有多種實現,下面採用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub,這是jQuery的一個插件.

  ,f2向"信號中心"jQuery訂閱"done"信號.

  jQuery.subscribe("done", f2);

  然後,f1進行如下改寫:

  function f1(){ setTimeout(function () { // f1的任務代碼 jQuery.publish("done");

  }, 1000);

  }

  jQuery.publish("done")的意思是,f1執行完成後,向"信號中心"jQuery發布"done"信號,從而引發f2的執行.

  此外,f2完成執行后,也可以取消訂閱(unsubscribe).

  jQuery.unsubscribe("done", f2);

  這種方法的性質與"事件監聽"類似,但是明顯優於後者.我們可以通過查看"消息中心",了解存在多少信號、每個信號有多少訂閱者,從而監控程序的運行.

  四、Promises對象

  Promises對象是CommonJS工作組提出的一種規範,目的是為非同步編程提供統一介面.

  簡單說,它的思想是,每一個非同步任務返回一個Promise對象,該對象有一個then方法,允許指定回調函數.比如,f1的回調函數f2,可以寫成:

  f1().then(f2);

  f1要進行如下改寫(這裡使用的是jQuery的實現):

  function f1(){ var dfd = $.Deferred();

  setTimeout(function () { // f1的任務代碼 dfd.resolve();

  }, 500);

  return dfd.promise;

  }

  這樣寫的優點在於,回調函數變成了鏈式寫法,程序的流程可以看得很清楚,有一整套的配套方法,可以實現許多強大的功能.

  比如,指定多個回調函數:

  f1().then(f2).then(f3);

  再比如,指定發生錯誤時的回調函數:

  f1().then(f2).fail(f3);

  ,它還有一個前面三種方法都沒有的好處:如果一個任務已經完成,再添加回調函數,該回調函數會立即執行.,你不用擔心是否錯過了某個事件或信號.這種方法的缺點就是編寫和理解,都相對比較難.


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