ES6学习笔记15 Generator 函数的异步应用

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-05-20 05:55 142阅读 0赞

## 异步 ##

**所谓”异步”，简单说就是一个任务不是连续完成的，可以理解成该任务被人为分成两段，先执行第一段，然后转而执行其他任务，等做好了准备，再回过头执行第二段。**

## 回调函数 ##

**JavaScript 语言对异步编程的实现，就是回调函数。所谓回调函数，就是把任务的第二段单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，就直接调用这个函数。回调函数的英语名字`callback`，直译过来就是”重新调用”。**

fs.readFile('/etc/passwd', 'utf-8', function (err, data) { 
      if (err) throw err;
      console.log(data);
    });

上述读取文件的函数中，第三个参数就是回调函数，等到读取结果返回后，它才会执行

## Generator函数 ##

**传统的编程语言使用”协程”来解决异步编程问题，所谓协程，意思是多个线程互相协作，完成异步任务。**

协程有点像函数，又有点像线程。它的运行流程大致如下。

*  第一步，协程A开始执行。
 *  第二步，协程A执行到一半，进入暂停，执行权转移到协程B。
 *  第三步，（一段时间后）协程B交还执行权。
 *  第四步，协程A恢复执行。

上面流程的协程A，就是异步任务，因为它分成两段（或多段）执行。

**`Generator` 函数是协程在 ES6 的实现，最大特点就是可以交出函数的执行权（即暂停执行）。整个 `Generator` 函数就是一个封装的异步任务，或者说是异步任务的容器。异步操作需要暂停的地方，都用yield语句注明。**

function* asyncJob() { 
      // ...其他代码
      var f = yield readFile(fileA);
      // ...其他代码
    }

## 异步任务的封装 ##

下面利用`Generator`函数，执行了一个真实的异步任务

var fetch = require('node-fetch');
    
    function* gen(){ 
      var url = 'https://api.github.com/users/github';
      var result = yield fetch(url);
      console.log(result.bio);
    }

上述代码先读取一个远程接口，然后从JSON格式的数据解析信息。上述读取并返回数据结果的过程就是一个异步过程。只有结果返回后，才能输出信息。

执行上述代码的方法如下

var g = gen();
    var result = g.next();
    
    result.value.then(function(data){
      return data.json();   //解析数据并返回数据
    }).then(function(data){
      g.next(data);    
    });

`Fetch`模块返回的是一`Promise`对象，因此要用`then`方法调用下一个`next`方法，并把`data`传递给`Generator`函数，`result`才能被输出。

**可以看到，虽然 `Generator` 函数将异步操作表示得很简洁，但是流程管理却不方便（即何时执行第一阶段、何时执行第二阶段），需要自己手动调用`next`方法。**

## Thunk函数 ##

**`Thunk`函数是自动执行`Generator`函数的一种方法。`Thunk`函数的作用就是将一个多参数的函数，替换为一个只接受回调函数作为参数的单参数函数，有点函数柯里化的感觉**

// 正常版本的readFile（多参数版本）
    fs.readFile(fileName, callback);
    
    // Thunk版本的readFile（单参数版本）
    var Thunk = function (fileName) { 
      return function (callback) { 
        return fs.readFile(fileName, callback);
      };
    };
    
    var readFileThunk = Thunk(fileName);
    readFileThunk(callback);

上述经过转换的`readFile`方法只接受一个回调函数作为参数，这个单参数的版本函数就叫做`Thunk`函数

**下面代码可以将一个函数转换为`Thunk`函数**

// ES5版本
    var Thunk = function(fn){ 
      return function (){ 
        var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
        return function (callback){ 
          args.push(callback);
          return fn.apply(this, args);
        }
      };
    };
    
    // ES6版本
    const Thunk = function(fn) { 
      return function (...args) { 
        return function (callback) { 
          return fn.call(this, ...args, callback);
        }
      };
    };

使用上面的转换器，生成`fs.readFile`的 `Thunk` 函数。

var readFileThunk = Thunk(fs.readFile);
    readFileThunk(fileA)(callback);

**在生产环境下，可以使用Thunkify模块转换**

$ npm install thunkify  //安装

var thunkify = require('thunkify');
    var fs = require('fs');
    
    var read = thunkify(fs.readFile);  //转换
    read('package.json')(function(err, str){ 
      // ...
    });

## Generator 函数的流程管理 ##

`Generator` 函数封装了两个异步操作，分别用于读取两个文件，并输出结果。

var fs = require('fs');
    var thunkify = require('thunkify');
    var readFileThunk = thunkify(fs.readFile);
    
    var gen = function* (){ 
      var r1 = yield readFileThunk('/etc/fstab');
      console.log(r1.toString());
      var r2 = yield readFileThunk('/etc/shells');
      console.log(r2.toString());
    };

下面使用回调函数手动执行上面这个`Generator`函数

var g = gen();
    
    var r1 = g.next();
    r1.value(function (err, data) {    //注意，此时r1.value的值为一个Thunk函数
      if (err) throw err;
      var r2 = g.next(data);
      r2.value(function (err, data) { 
        if (err) throw err;
        g.next(data);
      });
    });

**仔细查看上面的代码，可以发现 `Generator` 函数的执行过程，其实是将同一个回调函数，反复传入next方法的`value`属性。这使得我们可以用递归来自动完成这个过程。**

上面代码的`run`函数，就是一个`Generator`函数的自动执行器。内部的`next`函数就是`Thunk`的回调函数。`next`函数先将指针移到`Generator`函数的下一步（`gen.next`方法），然后判断 `Generator` 函数是否结束（`result.done`属性），如果没结束，就将next函数再传入`Thunk`函数（`result.value`属性），否则就直接退出。

**只要每一个异步操作，都是`Thunk`函数，我们就可以使用上述的递归方法自动执行`Generator`函数内部的多个异步操作。**

## 基于Promise对象的自动执行 ##

**`Thunk` 函数并不是 `Generator` 函数自动执行的唯一方案。因为自动执行的关键是，必须有一种机制，自动控制 `Generator` 函数的流程，接收和交还程序的执行权。回调函数可以做到这一点，`Promise` 对象也可以做到这一点。**

手动执行上述`Generator`函数

var g = gen();
    
    g.next().value.then(function(data){
        g.next(data).value.then(function(data){
            g.next(data);
        });
    });

**可以看出，手动执行其实就是用`then`方法，层层添加回调函数。理解了这一点，就可以用递归写出一个自动执行器。**

## co模块 ##

**该模块用于`Generator`函数的自动执行**

var co = require('co');
    co(gen);

`Generator` 函数只要传入`co`函数，就会自动执行

**`co`函数返回一个`Promise`对象，因此可以用`then`方法添加回调函数**

co(gen).then(function (){
      console.log('Generator 函数执行完成');
    });

**Generator 就是一个异步操作的容器。它的自动执行需要一种机制，当异步操作有了结果，能够自动交回执行权。有两种方法可以做到这一点：**

**（1）回调函数。将异步操作包装成 Thunk 函数，在回调函数里面交回执行权**

**（2）Promise 对象。将异步操作包装成 Promise 对象，用`then`方法交回执行权。**

**co 模块其实就是将两种自动执行器（`Thunk` 函数和 `Promise` 对象），包装成一个模块。使用 co 的前提条件是，`Generator` 函数的`yield`命令后面，只能是 `Thunk` 函数或 `Promise` 对象。**

**co支持并发的异步操作，即允许某些操作同时进行，等到它们全部完成，才进行下一步。这时，要把并发的操作都放在数组或对象里面，跟在`yield`语句后面。**

// 数组的写法
    co(function* () { 
      var res = yield [
        Promise.resolve(1),
        Promise.resolve(2)
      ];
      console.log(res);
    }).catch(onerror);
    
    // 对象的写法
    co(function* () { 
      var res = yield {
        1: Promise.resolve(1),
        2: Promise.resolve(2),
      };
      console.log(res);
    }).catch(onerror);

下面是另一个例子

co(function* () { 
      var values = [n1, n2, n3];
      yield values.map(somethingAsync);
    });
    
    function* somethingAsync(x) { 
      // do something async
      return y
    }