Javascript异步编程的4种方法

        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

        （完）

来自: 阮一峰的网络日志