NodeJs 畅谈异步
来源：程序员人生 发布时间：2016-11-17 09:42:25 阅读次数：2469次
我们都知道NodeJs是基于事件回调解理事件的，那我们常常会有这样的疑问，比如我们会使用db或redis或fs等模块去存储我们的信息，当我们需要实时返回1个数据并作出处理的时候，异步的通知显得不是那末人性化了，此时我们需要将异步变成同步，在此进程中我们有这样几个知识点要掌握以下，包括JavaScript中的生成器generartor函数，配合它的是yield关键字的暂停，thunk和promise的使用，和co模块和框架thunkify的配合使用。
生成器Generartor
生成器函数是写成：function* functionName(){} 的情势，其本质也是1个函数，所以它具有普通函数所具有的所有特性。除此以外，它还具有以下有用特性：
1. 履行生成器函数后返回1个生成器（Generator），且生成用具有throw()方法，可手动抛出1个异常，也常被用于判断是不是是生成器；
2. 在生成器函数内部可使用yield（或yield*），函数履行到yield的时候都会暂停履行，并返回yield的右值（函数上下文，如变量的绑定等信息会保存），通过生成器的next()方法会返回1个对象，含当前yield右侧表达式的值（value属性），和generator函数是不是已履行完（done属性）等的信息。每次履行next()方法，都会从上次履行的yield的地方往下，直到遇到下1个yield并返回包括相干履行信息的对象后暂停，然后等待下1个next()的履行；
3. 生成器的next()方法返回的是包括yield右侧表达式值及是不是履行终了信息的对象；而next()方法中的参数是上1个暂停处yield的返回值。var a = yield ... 该参数的值将赋值给a变量。
实例1：
function test(){
return 'b';
}
function* func(){
var a = yield 'a';
console.log('gen:',a);// gen: undefined
var b = yield test();
console.log('gen:',b);// gen: undefined
}
var func1 = func();
var a = func1.next();
console.log('next:', a);// next: { value: 'a', done: false }
var b = func1.next();
console.log('next:', b);// next: { value: 'b', done: false }
var c = func1.next();
console.log('next:', c);// next: { value: undefined, done: true }
根据上面说过的第3条履行准则：“生成器的next()方法返回的是包括yield右侧表达式值及是不是履行终了信息的对象；而next()方法的参数是上1个暂停处yield的返回值”，由于我们没有往生成器的next()中传入任何值，所以：var a = yield ‘a’;中a的值为undefined。
那我们可以将例子略微修改下：
function test(){
return 'b';
}
function* func(){
var a = yield 'a';
console.log('gen:',a);// gen:1
var b = yield test();
console.log('gen:',b);// gen:2
}
var func2 = func();
var a = func2.next();
console.log('next:', a);// next: { value: 'a', done: false }
var b = func2.next(1);
console.log('next:', b);// next: { value: 'b', done: false }
var c = func2.next(2);
console.log('next:', c);// next: { value: undefined, done: true }
关于yield
普通yield实例：
function* outer() {
yield 'begin';
yield inner();
yield 'end';
}
function* inner() {
yield 'inner';
}
var it = outer(), v;
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：begin
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：{}
console.log(v.toString()); // -> 输出：[object Generator]
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：end
代理yield实例：
function* outer() {
yield 'begin';
/*
* 这行等价于 yield 'inner';就是把inner里面的代码替换过来。同时取得的rt恰好就是inner的返回值
*/
var rt = yield* inner();
console.log(rt); // -> 输出：return from inner
yield 'end';
}
function* inner() {
yield 'inner';
return 'return from inner';
}
var it = outer(), v;
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：begin
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：inner
v = it.next().value;
console.log(v); // -> 输出：end
根据文档的描写，yield* 后面接受1个 iterable object 作为参数，然后去迭代（iterate）这个迭代器（iterable object），同时 yield* 本身这个表达式的值就是迭代器迭代完成时（done: true）的返回值。调用 generator function 会返回1个 generator object，这个对象本身也是1种 iterable
object，所以，我们可使用 yield* generator_function() 这类写法。
啊，好绕。在我实际的使用进程中，yield* 1般用来在1个 generator 函数里“履行”另外一个 generator 函数，并可以获得其返回值。
关于yield和co
co(function* () {
// yield promise
var a = yield Promise.resolve(1);
console.log(a); // -> 输出：1
// yield thunk
var b = yield later(10);
console.log(b); // -> 输出：10
// yield generator function
var c = yield fn;
console.log(c); // -> 输出：fn_1
// yield generator
var d = yield fn(5);
console.log(d); // -> 输出：fn_5
// yield array
var e = yield [
Promise.resolve('a'),
later('b'),
fn,
fn(5)
];
console.log(e); // -> 输出：['a', 'b', 'fn_1', 'fn_5']
// yield object
var f = yield {
'a': Promise.resolve('a'),
'b': later('b'),
'c': fn,
'd': fn(5)
};
console.log(f); // -> 输出：{a: 'a', b: 'b', c: 'fn_1', d: 'fn_5'}
function* fn(n) {
n = n || 1;
var a = yield later(n);
return 'fn_' + a;
}
function later(n, t) {
t = t || 1000;
return function(done) {
setTimeout(function() { done(null, n); }, t);
};
}
}).catch(function(e) {
console.error(e);
});
通过上面的代码，我们看清了1个事实，那就是co模块中yield后面的只能是promise、generator、thunk函数等，并且他只是同步的，在之前我们讨论过，如果我们想要这句代码 var a = yield 'value' 的a变量赋值，那末我们需要在调用next的时候传入参数值，但是在co模块中，他会将promise的通知值(也就是resolve)、thunk函数的灰调函数的值赋值给a变量。
promise函数
Promise对象是CommonJS工作组提出的1种规范，目的是为异步操作提供统1接口。
那末，甚么是Promises？
首先，它是1个对象，也就是说与其他JavaScript对象的用法，没有甚么两样；其次，它起到代理作用（proxy），充当异步操作与回调函数之间的中介。它使得异步操作具有同步操作的接口，使得程序具有正常的同步运行的流程，回调函数没必要再1层层嵌套。
简单说，它的思想是，每个异步任务立刻返回1个Promise对象，由因而立刻返回，所以可以采取同步操作的流程。这个Promises对象有1个then方法，允许指定回调函数，在异步任务完成后调用。
比如，异步操作f1返回1个Promise对象，它的回调函数f2写法以下。(new Promise(f1)).then(f2);
// 传统写法
step1(function (value1) {
step2(value1, function(value2) {
step3(value2, function(value3) {
step4(value3, function(value4) {
// ...
});
});
});
});
// Promises的写法
(new Promise(step1))
.then(step2)
.then(step3)
.then(step4);
从上面代码可以看到，采取Promises接口以后，程序流程变得非常清楚，10分易读。
注意，为了便于理解，上面代码的Promise对象的生成格式，做了简化，真实的语法请参照下文。
总的来讲，传统的回调函数写法使得代码混成1团，变得横向发展而不是向下发展。Promises规范就是为了解决这个问题而提出的，目标是使用正常的程序流程（同步），来处理异步操作。它先返回1个Promise对象，后面的操作以同步的方式，寄存在这个对象上面。等到异步操作有了结果，再履行前期存放在它上面的其他操作。
Promises本来只是社区提出的1个构想，1些外部函数库率先实现了这个功能。ECMAScript 6将其写入语言标准，因此目前JavaScript语言原生支持Promise对象。
关于Promise接口，前面说过，Promise接口的基本思想是，异步任务返回1个Promise对象。他只有3种状态pending(未完成)、resolved(已完成)、rejected(失败)，那末当它返回时，只有成功和失败两个概念了，履行成功Promise对象传回1个值，状态变成resolved，异步操作失败，Promise对象抛出1个毛病，状态变成rejected。
Promise对象使用then方法添加回调函数。then方法可以接受两个回调函数，第1个是异步操作成功时（变成resolved状态）时的回调函数，第2个是异步操作失败（变成rejected）时的回调函数（可以省略）。1旦状态改变，就调用相应的回调函数。
po.then(console.log, console.error);
上面代码中，Promise对象po使用then方法绑定两个回调函数：操作成功时的回调函数console.log，操作失败时的回调函数console.error（可以省略）。这两个函数都接受异步操作传回的值作为参数。固然了，then可支持链式编程。
上面代码中，po的状态1旦变成resolved，就顺次调用后面每个then指定的回调函数，每步都必须等到前1步完成，才会履行。最后1个then方法的回调函数console.log和console.error，用法上有1点重要的区分。console.log只显示回调函数step3的返回值，而console.error可以显示step1、step2、step3当中任意1个产生的毛病。也就是说，假定step1操作失败，抛出1个毛病，这时候step2和step3都不会再履行了（由于它们是操作成功的回调函数，而不是操作失败的回调函数）。Promises对象开始寻觅，接下来第1个操作失败时的回调函数，在上面代码中是console.error。这就是说，Promises对象的毛病有传递性。
ES6提供了原生的Promise构造函数，用来生成Promise实例。
var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
// 异步操作的代码
if (/* 异步操作成功 */){
resolve(value);
} else {
reject(error);
}
});
这里我们可能有点和then的用法冲突了，其实没有，下面我们给出1个ajax配合使用promise的用法：function search(term) {
var url = 'http://example.com/search?q=' + term;
var xhr = new XMLHttpRequest();
var result;
var p = new Promise(function (resolve, reject) {
xhr.open('GET', url, true);
xhr.onload = function (e) {
if (this.status === 200) {
result = JSON.parse(this.responseText);
resolve(result);
}
};
xhr.onerror = function (e) {
reject(e);
};
xhr.send();
});
return p;
}
search("paramValue").then(console.log, console.error);
此时很明白了吧。。。。。。
那我们说了这么多，我们也想promise配合co模块使用1次，将其异步变成同步的使用方法就能够了，实例以下：
var fs = require('fs');
var readFile = function (fileName){
return new Promise(function (resolve, reject){
fs.readFile(fileName, function(error, data){
if (error) reject(error);
resolve(data);
});
});
};
var gen = function* (){
var f1 = yield readFile('/etc/fstab');
var f2 = yield readFile('/etc/shells');
console.log(f1.toString());
console.log(f2.toString());
};
到此，明白了吧，这个配合co模块实现了同步的操作了吧
关于promise的更多详细讲授，参照 http://javascript.ruanyifeng.com/advanced/promise.html官方，http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/05/co.html阮1峰
这其中有几点要注意的也就是，首先promise是1个将异步金字塔管理成为then的调用，他会立即返回1个状态，当其中1个履行成功后，then去履行下1个异步回调函数，请注意它的3个状态，其中1个api Promise.resolve(value)，这个api只是的立刻马上返回1个value给return使用。
thunk函数
co模块可以将我们的生成器自动的去履行，而不需要我们手动进行next履行，但是在co的利用中，为了能像写同步代码那样书写异步代码，比较多的使用方式是使用thunk函数（但不是唯1方式，还可以是：Promise）。比如读取文件内容的1步函数fs.readFile()方法，转化为thunk函数的方式以下：
function readFile(path, encoding){
return function(cb){
fs.readFile(path, encoding, cb);
};
}
thunk函数具有以下两个要素：
1. 有且只有1个参数是callback的函数；
2. callback的第1个参数是error。
其实去看看这两点，在node中的回调函数都是可以写成thunk函数去履行的。使用thunk函数，同时结合co我们就能够像写同步代码那样来写书写异步代码，先来个例子感受下：
var co = require('co'),
fs = require('fs'),
Promise = require('es6-promise').Promise;
function readFile(path, encoding){
return function(cb){ // thunk函数
fs.readFile(path, encoding, cb);
};
}
co(function* (){// 外面不可见，但在co内部其实已转化成了promise.then().then()..链式调用的情势
var a = yield readFile('a.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(a); // a
var b = yield readFile('b.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(b); // b
var c = yield readFile('c.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(c); // c
return yield Promise.resolve(a+b+c);
}).then(function(val){
console.log(val); // abc
}).catch(function(error){
console.log(error);
});
其实，对每次都去自己书写1个thunk函数还是比较麻烦的，有1个框架thunkify可以帮我们轻松实现，修改后的代码以下：var co = require('co'),
thunkify = require('thunkify'),
fs = require('fs'),
Promise = require('es6-promise').Promise;
var readFile = thunkify(fs.readFile);
co(function* (){// 外面不可见，但在co内部其实已转化成了promise.then().then()..链式调用的情势
var a = yield readFile('a.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(a); // a
var b = yield readFile('b.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(b); // b
var c = yield readFile('c.txt', {encoding: 'utf8'});
console.log(c); // c
return yield Promise.resolve(a+b+c);
}).then(function(val){
console.log(val); // abc
}).catch(function(error){
console.log(error);
});
辨别好thunkify的使用，它可以包括1个异步的具有回调函数的thunk函数，提供给co模块使用。
那好，我们最后来1个NodeJs异步中的总结，首先由于生成器和yield可使程序暂停履行，但是其实不具有将异步函数的返回值返回给var a变量的能力，那末我们加入了co这个模块来使用，co可以将yield后面的不管甚么回调异步的返回值return给变量a使用，但是有1个问题，yield后面如果有多个或更多的异步怎样办，我们就使用thunk和promise将所有的异步串行履行起来，最后加入co模块，完善！再次推荐使用thunk，由于我们大多是情况下是需要1个异步函数的返回值，并且有thunkify框架的支持，而promise也是有1些异常的东西，比如，有时候你在拿去它的返回值的时候，不太容易，为何呢，then后如果写了console.log，由于上1次的值传入了log中，log并没与传出所以失去了结果，比如代码好像是这样的
var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
if (true){
//成功时，将2作为返回值，传入下1个then的参数中,如果没有下1个then，会将值村吃在promise._result中
resolve(2);
} else {
reject(error);
}
});
var result = promise._result;
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