在本文中,我们将探讨过去异步执行的 JavaScript 的演变,以及它是怎样改变我们编写代码的方式的。我们将从最早的 Web 开发开始,一直到现代异步模式。
作为编程语言, JavaScript 有两个主要特征,这两个特征对于理解我们的代码如何工作非常重要。首先是它的同步特性,这意味着代码将逐行运行,其次是单线程,任何时候都仅执行一个命令。
随着语言的发展,允许异步执行的新工件出现在场景中。开发人员在解决更复杂的算法和数据流时尝试了不同的方法,从而导致新的接口和模式出现。
同步执行和观察者模式如简介中所述,JavaScript 通常会逐行运行你编写的代码。即使在最初的几年中,该语言也有这种规则的例外,尽管很少,你可能已经知道了它们:HTTP 请求,DOM 事件和time interval。
如果我们通过添加事件侦听器去响应用户对元素的单击,则无论语言解释器在运行什么,它都会停止,然后运行在侦听器回调中编写的代码,之后再返回正常的流程。
与 interval 或网络请求相同,addEventListener,setTimeout 和 XMLHttpRequest 是 Web 开发人员访问异步执行的第一批工件。
尽管这些是 JavaScript 中同步执行的例外情况,但重要的是你要了解该语言仍然是单线程的。我们可以打破这种同步性,但是解释器仍然每次运行一行代码。
例如检查一个网络请求。
var request = new XMLHttpRequest(); request.open('GET', '//some.api.at/server', true); // observe for server response request.onreadystatechange = function() { if (request.readyState === 4 && xhr.status === 200) { console.log(request.responseText); } } 11request.send();
不管发生什么情况,当服务器恢复运行时,分配给 onreadystatechange 的方法都会在取回程序的代码序列之前被调用。
对用户交互做出反应时,也会发生类似的情况。
const button = document.querySelector('button'); // observe for user interaction button.addEventListener('click', function(e) { console.log('user click just happened!'); })
你可能会注意到,我们正在连接一个外部事件并传递一个回调,告诉代码当事件发生时应该怎么做。十多年前,“什么是回调?”是一个非常受期待的面试问题,因为在很多代码库中到处都有这种模式。
在上述每种情况下,我们都在响应外部事件。不管是达到一定的时间间隔、用户操作还是服务器响应。我们本身无法创建异步任务,我们总是 观察 发生在我们力所能及范围之外的事件。
这就是为什么这种方式的代码被称为观察者模式的原因,在这种情况下,它最好由 addEventListener 接口来表示。很快,暴露这种模式的事件发送器库或框架开始蓬勃发展。
NODE.JS 和事件发送器Node.js 是一个很好的例子,它的官网把自己描述为“异步事件驱动的 JavaScript 运行时”,所以事件发送器和回调是一等公民。它甚至已经实现了一个 EventEmitter 构造函数。
const EventEmitter = require('events'); const emitter = new EventEmitter(); // respond to events emitter.on('greeting', (message) => console.log(message)); // send events emitter.emit('greeting', 'Hi there!');
这不仅是通用的异步执行方法,而且是其生态系统的核心模式和惯例。Node.js 开辟了一个在不同环境中甚至在 web 之外编写 JavaScript 的新时代。当然异步的情况也是可能的,例如创建新目录或写文件。
const { mkdir, writeFile } = require('fs'); const styles = 'body { background: #ffdead; }'; mkdir('./assets/', (error) => { if (!error) { writeFile('assets/main.css', styles, 'utf-8', (error) => { if (!error) console.log('stylesheet created'); }) } })
你可能会注意到,回调函数将第一个参数接作为 error ,如果得到了预期的响应数据,则将其作为第二个参数。这就是所谓的错误优先回调模式,它成为作者和贡献者为包和库所做的约定。
Promise 和没完没了的回调链随着 Web 开发面临的更复杂的问题,出现了对更好的异步工件的需求。如果我们查看最后一个代码段,则会看到重复的回调链,随着任务数量的增加,回调链的扩展效果不佳。
例如,我们仅添加两个步骤,即文件读取和样式预处理。
const { mkdir, writeFile, readFile } = require('fs'); const less = require('less') readFile('./main.less', 'utf-8', (error, data) => { if (error) throw error less.render(data, (lessError, output) => { if (lessError) throw lessError mkdir('./assets/', (dirError) => { if (dirError) throw dirError writeFile('assets/main.css', output.css, 'utf-8', (writeError) => { if (writeError) throw writeError console.log('stylesheet created'); }) }) }) 16})
我们可以看到,由于多个回调链和重复的错误处理,编写程序变得越来越复杂,代码变得更加难以理解。
Promise、包装和链模式