JavaScript佇列函式和非同步執行
編輯注:在Review別人的JavaScript程式碼時曾看到過類似的佇列函式,不太理解,原來這個是為了保證函式按順序呼叫。讀了這篇文章之後,發現還可以用在非同步執行等。
假設你有幾個函式fn1、fn2和fn3需要按順序呼叫,最簡單的方式當然是:
fn1();
fn2();
fn3();
但有時候這些函式是執行時一個個新增進來的,呼叫的時候並不知道都有些什麼函式;這個時候可以預先定義一個數組,新增函式的時候把函式push 進去,需要的時候從陣列中按順序一個個取出來,依次呼叫:
var stack = [];
// 執行其他操作,定義fn1
stack.push(fn1);
// 執行其他操作,定義fn2、fn3
stack.push(fn2, fn3);
// 呼叫的時候
stack.forEach(function(fn) { fn() });
這樣函式有沒名字也不重要,直接把匿名函式傳進去也可以。來測試一下:
var stack = [];
function fn1() {
console.log('第一個呼叫');
}
stack.push(fn1);
function fn2() {
console.log('第二個呼叫');
}
stack.push(fn2, function() { console.log('第三個呼叫') });
stack.forEach(function (fn) { fn() }); // 按順序輸出'第一個呼叫'、'第二個呼叫'、'第三個呼叫'
這個實現目前為止工作正常,但我們忽略了一個情況,就是非同步函式的呼叫。非同步是JavaScript 中無法避免的一個話題,這裡不打算探討JavaScript 中有關非同步的各種術語和概念,請讀者自行查閱(例如某篇著名的評註)。如果你知道下面程式碼會輸出1、3、2,那請繼續往下看:
console.log(1);
setTimeout(function() {
console.log(2);
}, 0);
console.log(3);
假如stack 佇列中有某個函式是類似的非同步函式,我們的實現就亂套了:
var stack = [];
function fn1() { console.log('第一個呼叫') };
stack.push(fn1);
function fn2() {
setTimeout(function fn2Timeout() {
console.log('第二個呼叫');
}, 0);
}
stack.push(fn2, function() { console.log('第三個呼叫') });
stack.forEach(function(fn) { fn() }); // 輸出'第一個呼叫'、'第三個呼叫'、'第二個呼叫'
問題很明顯,fn2確實按順序呼叫了,但setTimeout裡的function fn2Timeout() { console.log(‘第二個呼叫’) }卻不是立即執行的(即使把timeout 設為0);fn2呼叫之後馬上返回,接著執行fn3,fn3執行完了然才真正輪到fn2Timeout。
怎麼解決?我們分析下,這裡的關鍵在於fn2Timeout,我們必須等到它真正執行完才呼叫fn3,理想情況下大概像這樣:
function fn2() {
setTimeout(function() {
fn2Timeout();
fn3();
}, 0);
}
但這樣做相當於把原來的fn2Timeout整個拿掉換成一個新函式,再把原來的fn2Timeout和fn3插進去。這種動態改掉原函式的寫法有個專門的名詞叫Monkey Patch。按我們程式設計師的口頭禪:“做肯定是能做”,但寫起來有點擰巴,而且容易把自己繞進去。有沒更好的做法?
我們退一步,不強求等fn2Timeout完全執行完才去執行fn3,而是在fn2Timeout函式體的最後一行去呼叫:
function fn2() {
setTimeout(function fn2Timeout() {
console.log('第二個呼叫');
fn3(); // 注{1}
}, 0);
}
這樣看起來好了點,不過定義fn2的時候都還沒有fn3,這fn3哪來的?
還有一個問題,fn2裡既然要呼叫fn3,那我們就不能通過stack.forEach去呼叫fn3了,否則fn3會重複呼叫兩次。
我們不能把fn3寫死在fn2裡。相反,我們只需要在fn2Timeout末尾裡找出stack中fn2的下一個函式,再呼叫:
function fn2() {
setTimeout(function fn2Timeout() {
console.log('第二個呼叫');
next();
}, 0);
}
這個next函式負責找出stack 中的下一個函式並執行。我們現在來實現next:
var index = 0;
function next() {
var fn = stack[index];
index = index + 1; // 其實也可以用shift 把fn 拿出來
if (typeof fn === 'function') fn();
}
next通過stack[index]去獲取stack中的函式,每呼叫next一次index會加1,從而達到取出下一個函式的目的。
next這樣使用:
var stack = [];
// 定義index 和next
function fn1() {
console.log('第一個呼叫');
next(); // stack 中每一個函式都必須呼叫`next`
};
stack.push(fn1);
function fn2() {
setTimeout(function fn2Timeout() {
console.log('第二個呼叫');
next(); // 呼叫`next`
}, 0);
}
stack.push(fn2, function() {
console.log('第三個呼叫');
next(); // 最後一個可以不呼叫,呼叫也沒用。
});
next(); // 呼叫next,最終按順序輸出'第一個呼叫'、'第二個呼叫'、'第三個呼叫'。
現在stack.forEach一行已經刪掉了,我們自行呼叫一次next,next會找出stack中的第一個函式fn1執行,fn1 裡呼叫next,去找出下一個函式fn2並執行,fn2裡再呼叫next,依此類推。
每一個函式裡都必須呼叫next,如果某個函式裡不寫,執行完該函式後程序就會直接結束,沒有任何機制繼續。
瞭解了函式佇列的這個實現後,你應該可以解決下面這道面試題了:
// 實現一個LazyMan,可以按照以下方式呼叫:
LazyMan(“Hank”)
/* 輸出:
Hi! This is Hank!
*/
LazyMan(“Hank”).sleep(10).eat(“dinner”)輸出
/* 輸出:
Hi! This is Hank!
// 等待10秒..
Wake up after 10
Eat dinner~
*/
LazyMan(“Hank”).eat(“dinner”).eat(“supper”)
/* 輸出:
Hi This is Hank!
Eat dinner~
Eat supper~
*/
LazyMan(“Hank”).sleepFirst(5).eat(“supper”)
/* 等待5秒,輸出
Wake up after 5
Hi This is Hank!
Eat supper
*/
// 以此類推。
Node.js 中大名鼎鼎的connect框架正是這樣實現中介軟體佇列的。有興趣可以去看看它的原始碼或者這篇解讀《何為 connect 中介軟體》。
細心的你可能看出來,這個next暫時只能放在函式的末尾,如果放在中間,原來的問題還會出現:
function fn() {
console.log(1);
next();
console.log(2); // next()如果呼叫了非同步函式,console.log(2)就會先執行
}
redux 和koa 通過不同的實現,可以讓next放在函式中間,執行完後面的函式再折回來執行next下面的程式碼,非常巧妙。有空再寫寫。
非常實用歡迎收藏,分享,留言。本文只是希望能給剛入門或迷茫的同學一些建議,合不合適只有自己才是最明白的,歡迎留言。另外新手學習前端開發除了要多動手敲程式碼最重要的還是經驗的交流歡迎有需要的的小夥伴進前端開發交流群624293552來一起交流問題學習經驗,我把所有比較適合新手學習的教程資料都放到裡了。