JavaScript 中如何實現併發控制
一、併發控制簡介
假設有 6 個待辦任務要執行，而我們希望限制同時執行的任務個數，即最多隻有 2 個任務能同時執行。當 正在執行任務列表 中的任何 1 個任務完成後，程式會自動從 待辦任務列表 中獲取新的待辦任務並把該任務新增到 正在執行任務列表 中。為了讓大家能夠更直觀地理解上述的過程，阿寶哥特意畫了以下 3 張圖：
1.1 階段一
1.2 階段二
1.3 階段三
好的，介紹完併發控制之後，阿寶哥將以 github 上 async-pool 這個庫來介紹一下非同步任務併發控制的具體實現。
https://github.com/rxaviers/async-pool
Run multiple promise-returning & async functions with limited concurrency using native ES6/ES7。
二、併發控制的實現
async-pool 這個庫提供了 ES7 和 ES6 兩種不同版本的實現，在分析其具體實現之前，我們來看一下它如何使用。
2.1 asyncPool 的使用
consttimeout=i=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>resolve(i),i)); awaitasyncPool(2,[1000,5000,3000,2000],timeout);
在以上程式碼中，我們使用 async-pool 這個庫提供的 asyncPool 函式來實現非同步任務的併發控制。asyncPool 函式的簽名如下所示：
functionasyncPool(poolLimit,array,iteratorFn){...}該函式接收 3 個引數：
- poolLimit（數字型別）：表示限制的併發數；
- array（陣列型別）：表示任務陣列；
- iteratorFn（函式型別）：表示迭代函式，用於實現對每個任務項進行處理，該函式會返回一個 Promise 物件或非同步函式。
對於以上示例來說，在使用了 asyncPool 函式之後，對應的執行過程如下所示：
consttimeout=i=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>resolve(i),timeout); //Calliterator(i=1000) //Calliterator(i=5000) //Poollimitof2reached,waitforthequickeronetocomplete... //1000finishes //Calliterator(i=3000) //Poollimitof2reached,waitforthequickeronetocomplete... //3000finishes //Calliterator(i=2000) //Itarationiscomplete,waituntilrunningonescomplete... //5000finishes //2000finishes //Resolves,resultsarepassedingivenarrayorder`[1000,2000]`.
通過觀察以上的註釋資訊，我們可以大致地瞭解 asyncPool 函式內部的控制流程。下面我們先來分析 asyncPool 函式的 ES7 實現。
2.2 asyncPool ES7 實現
asyn程式設計客棧cfunctionasyncPool(poolLimit,iteratorFn){ constret=[];//儲存所有的非同步任務 constexecuting=[];//儲存正在執行的非同步任務 for(constitemofarray){ //呼叫iteratorFn函式建立非同步任務 constp=Promise.resolve().then(()=>iteratorFn(item,array)); ret.push(p);//儲存新的非同步任務 //當poolLimit值小於或等於總任務個數時，進行併發控制 if(poolLimit<=array.length){ //當任務完成後，從正在執行的任務陣列中移除已完成的任務 conste=p.then(()=>executing.splice(executing.indexOf(e),1)); executing.push(e);//儲存正在執行的非同步任務 if(executing.length>=poolLimit){ awaitPromise.race(executinwww.cppcns.comg);//等待較快的任務執行完成 } } } returnPromise.all(ret); }
在以上程式碼中，充分利用了 Promise.all 和 Promise.race 函式特點，再結合 ES7 中提供的 async await 特性，最終實現了併發控制的功能。利用 await Promise.race(executing); 這行語句，我們會等待 正在執行任務列表 中較快的任務執行完成之後，才會繼續執行下一次迴圈。
asyncPool ES7 實現相對比較簡單，接下來我們來看一下不使用 async await 特性要如何實現同樣的功能。
2.3 asyncPool ES6 實現
functionasyncPool(poolLimit,iteratorFn){
leti=0;
constret=[];//儲存所有http://www.cppcns.com的非同步任務
constexecuting=[];//儲存正在執行的非同步任務
constenqueue=function(){
if(i===array.length){
returnPromise.resolve();
}
constitem=array[i++];//獲取新的任務項
constp=Promise.resolve().then(()=>iteratorFn(item,array));
ret.push(p);
letr=Promise.resolve()程式設計客棧;
//當poolLimit值小於或等於總任務個數時，進行併發控制
if(poolLimit<=array.length){
//當任務完成後，從正在執行的任務陣列中移除已完成的任務
conste=p.then(()=>executing.splice(executing.indexOf(e),1));
executing.push(e);
if(executing.length>=poolLimit){
r=Promise.race(executing);
}
}
//正在執行任務列表中較快的任務執行完成之後，才會從array陣列中獲取新的待辦任務
returnr.then(()=>enqueue());
};
returnenqueue().then(()=>Promise.all(ret));
}
在 ES6 的實現版本中，通過內部封裝的 enqueue 函式來實現核心的控制邏輯。當 Promise.race(executing) 返回的 Promise 物件變成已完成狀態時，才會呼叫 enqueue 函式，從 array 陣列中獲取新的待辦任務。
三、阿寶哥有話說
在 asyncPool 這個庫的 ES7 和 ES6 的具體實現中，我們都使用到了 Promise.all 和 Promise.race 函式。其中手寫 Promise.all 是一道常見的面試題。剛好趁著這個機會，阿寶哥跟大家一起來手寫簡易版的 Promise.all 和 Promise.race 函式。
3.1 手寫 Promise.all
Promise.all(iterable) 方法會返回一個 promise 物件，當輸入的所有 promise 物件的狀態都變成 resolved 時，返回的 promise 物件就會以陣列的形式，返回每個 promise 物件 resolve 後的結果。當輸入的任何一個 promise 物件狀態變成 rejected 時，則返回的 promise 物件會 reject 對應的錯誤資訊。
Promise.all=function(iterators){
returnnewPromise((resolve,reject)=>{
if(!iterators||iterators.length===0){
resolve([]);
}else{
letcount=0;//計數器，用於判斷所有任務是否執行完成
letresult=[];//結果陣列
&nhttp://www.cppcns.combsp;for(leti=0;i<iterators.length;i++){
//考慮到iterators[i]可能是普通物件，則統一包裝為Promise物件
Promise.resolve(iterators[i]).then(
(data)=>{
result[i]=data;//按順序儲存對應的結果
//當所有任務都執行完成後，再統一返回結果
if(++count===iterators.length){
resolve(result);
}
},(err)=>{
reject(err);//任何一個Promise物件執行失敗，則呼叫reject()方法
return;
}
);
}
}
});
};
需要注意的是對於 Promise.all 的標準實現來說，它的引數是一個可迭代物件，比如 Array、String 或 Set 等。
3.2 手寫 Promise.race
Promise.race(iterable) 方法會返回一個 promise 物件，一旦迭代器中的某個 promise 物件 resolved 或 rejected，返回的 promise 物件就會 resolve 或 reject 相應的值。
Promise.race=function(iterators){
returnnewPromise((resolve,reject)=>{
for(constiterofiterators){
Promise.resolve(iter)
.then((res)=>{
resolve(res);
})
.catch((e)=>{
reject(e);
});
}
});
};
本文阿寶哥帶大家詳細分析了 async-pool 非同步任務併發控制的具體實現，同時為了讓大家能夠更好地理解 async-pool 的核心程式碼。最後阿寶哥還帶大家一起手寫簡易版的 Promise.all 和 Promise.race 函式。其實除了 Promise.all 函式之外，還存在另一個函式 —— Promise.allSettled，該函式用於解決 Promise.all 存在的問題，感興趣的小夥伴可以自行研究一下。
四、參考資源
Github - async-pool
MDN - Promise.all
MDN - Promise.race
MDN - Promise.allSettled
以上就是javascript 中如何實現併發控制的詳細內容，更多關於javaScript實現併發控制的資料請關注我們其它相關文章！