async和await是如何實現非同步程式設計?
阿新 • • 發佈:2020-10-20
1.非同步程式設計樣例
樣例:
// 等待執行函式
function sleep(timeout) {
return new Promise((resolve) => {
setTimeout(resolve, timeout)
})
}
// 非同步函式
async function test() {
console.log('test start')
await sleep(1000)
console.log('test end')
}
console.log('start')
test()
console.log('end')
執行結果:
start
test start
end
test end
2.樣例解析
在樣例程式碼中,test非同步函式使用了async和await語法,這是ES2017裡面的非同步程式設計規範。而為了在較低版本的瀏覽器或Node支援這種語法,其中一種解決方案是將其轉化為Generator函式和Promise來實現。換句話說,任何的async和await實現的非同步函式,都可以替換成Generator函式和Promise實現。
第一步:先將async和await語法替換為相應的Generator函式,如下
// 程式碼結構完全一致,只是替換了對應關鍵字
function *test() {
console.log('test start')
yield sleep(1000)
console.log('test end')
}
第二步:為了執行Generator函式,使用Promise實現一個自動執行器函式spawn
function spawn(genF) {
return new Promise(function(resolve, reject) {
const gen = genF();
function step(nextF) {
let next;
try {
next = nextF();
} catch(e) {
return reject(e);
}
if(next.done) {
return resolve(next.value);
}
Promise.resolve(next.value).then(function(v) {
step(function() { return gen.next(v); });
}, function(e) {
step(function() { return gen.throw(e); });
});
}
step(function() { return gen.next(undefined); });
});
}
第三步:將相應的Generator函式和自動執行器函式相結合,即可得最終的等價程式碼
function asyncTest() {
spawn(test)
}
console.log('start')
asyncTest()
console.log('end')
第四步:執行結果,與原來的一致
start
test start
end
test end
第五步:分析asyncTest函式執行過程
- 執行到spawn(test),進入spawn函式中,建立一個Promise並返回。
- 執行到constgen = genF(),獲取一個狀態機。(Generator 函式是一個狀態機,封裝了多個內部狀態。)
- 執行到step(function() { return gen.next(undefined); }), 進入step函式中。
- 執行到next = nextF(),next等於gen.next(undefined)的返回結果。
- 當gen.next(undefined)開始執行,狀態機第一次呼叫,直到遇到第一個yield表示式為止,即yield sleep(1000),此時控制檯先輸出"test start",並且返回第一個狀態{ value: reuslt, done: false }, 而 reuslt等於sleep(1000)返回的結果,其是一個Promise。
- 執行到if(next.done),此時第一個狀態的done為false,所以不執行if語句裡面,繼續往下執行。
- 執行到Promise.resolve(next.value),由於第一個狀態的value是一個Promise,所以直接返回其本身,也就相當於執行sleep(1000).then(...),sleep函式非同步等待1秒後,resolve接受的值為undefined,繼續執行then方法。
- 執行到step(function() { return gen.next(v); }),此時v為undefined,再次進入step函式中。
- 再次執行到next = nextF(),next等於gen.next(undefined)的返回結果。
- 當gen.next(undefined)再次執行時,狀態機第二次呼叫,此時Generator函式已經執行完畢,此時控制檯先輸出"test end",並且返回最後的狀態{ value: undefined, done: true }
- 執行到if(next.done),此時第一個狀態的done為true,所以執行if語句裡面。
- 執行到return resolve(next.value),此時最初的Promise成功執行。
- 至此asyncTest函式執行結束。
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3.淺談Promise如何實現非同步執行
從上述樣例解析中可以看出,我們是用Promise來實現程式碼的非同步執行,那Promise的內部是如何實現非同步執行的呢?
通過檢視Promise的原始碼實現,發現其非同步執行是通過asap這個庫來實現的。
asap是as soon as possible的簡稱,在Node和瀏覽器環境下,能將回調函式以高優先順序任務來執行(下一個事件迴圈之前),即把任務放在微任務佇列中執行。
巨集任務(macro-task)和微任務(micro-task)表示非同步任務的兩種分類。在掛起任務時,js引擎會將所有任務按照類別分到這兩個佇列中,首先在 macrotask 的佇列(這個佇列也被叫做 task queue)中取出第一個任務,執行完畢後取出 microtask 佇列中的所有任務順序執行;之後再取 macrotask 任務,周而復始,直至兩個佇列的任務都取完。
用法:
asap(function () {
// ...
});