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javascript 异步编程

作者: 司徒正美  来源: 博客园  发布时间: 2011-03-24 07:51  阅读: 7727 次  推荐: 0   原文链接   [收藏]  

  这可能是个比较深的话题。何谓异步?

  笼统地说,异步在javascript就是延时执行。严格来说,javascript中的异步编程能力都是由BOM与DOM提供的,如setTimeout,XMLHttpRequest,还有DOM的事件机制,还有HTML5新增加的webwork, postMessage,等等很多。这些东西都有一个共同的特点,就是拥有一个回调函数,实现控制反转。由于控制反转是更深奥的问题,这里不想展开。不过有点可以确认的,回调函数的存在打断了原来的执行流程,让它们自行在适当的时机出现并执行,这是个非常便捷的模式。对比主动式的轮询,你就知它多么节能。在同步编程,代码基本上自上向下执行,在异步编程,一些代码就要写到回调函数中,如果代码之间存在依赖,回调函数套回调函数的情况也不少见,这种套嵌结构对以后的维护来说简直是地狱。还有一种我们不得不面对的情况,try...catch无法捕捉几毫秒之后发生的异常。另外,除了setTimeout外,异步编程基本上由事件机制承担的,它们的回调函数什么时候发生基本上都是未知数,可能由于后台发生系统级错误,无法再发出响应,或者,系统忙碌,一时半刻响应不过来,这两种情况我们也必需提供一个策略,中断这操作,也就是所谓的abort,这些都是异步编程的所要处理的课题。

$.post("/foo.json", function (dataOfFoo) {//多层套嵌结构的Ajax回调
$.post("/bar.json", function (dataOfBar) {
$.post(
"/baz.json", function (dataOfBaz) {
alert([dataOfFoo, dataOfBar, dataOfBaz]);
});
});
});

function throwError(){
throw new Error('ERROR');
}

try{
setTimeout(throwError,
3000);
}
catch(e){
alert(e);
//这里的异常无法捕获
}

  由于在javascript编程,随时都碰到这样的需求,因此实现相关轻捷的API是重中之重。正如上面所说,它只少要有以下功能,能储存一组回调函数(domReary,多投事件,特效),在特定时刻中执行所有回调函数,如果发生错误能触发相应的处理函数(负向回调),能中止整个操作,从中断处再起操作,如果要求更多,我们还想能从串行转向并行,由并行转入串行。可能有许多概念大家听不懂,是不是?但想弄个好的特效,这些都是必需的。如果玩过后端JS的人,一定听说过node.js,现在基本成为它的代名词了。路由派发,IO操作,都是异步的,事件驱动的,为了实现优雅的异步编程,大牛们忙得焦头烂额,一个个方案被提出来,如do.js. step.js, async.js, flow.js……,不是太鸡肋,就是无法应用于前端。因此我们需要一个适合于前端的方案。

  有件事我们必需明白,你想到的,人家都早已研究过了,并且已给出解决方案。十大javascript框架之一,Mochikit,就从Python的Twisted库搞来Deferred,后来又给dojo学去,现在你们又看到,相同的东西又出现在jQuery1.5上了。不过,Mochikit的Deferred还有一个不为人知的分支,由日本大牛cho45搞出来(他同时也搞什么BigInt,跨浏览器Testing,名气紧随amachang、uupaa、edvakf、nanto之后),叫JSDeferred。先说dojo那派系的(包括jQuery)的Deferred,一直处于无敌状态,与Common.js搞出一套规范,什么promises,then,when都是那时制定,jQuer基本全盘接受。另一分支,cho45的JSDeferred,构思非常奇特,没有使用数组来装载回调函数,而是通过setTimeout,image.onload, postMessage等异步机制巧妙地把维护列队地工作道回浏览器自身,虽然有致命缺陷,但其易用性也被日本JS界所首肯,我的Deferred对象就从它的基本上发展过来的。Deferred这东西,我通常称之为异步列队,因为它们的确是需要两组由回调函接构成的队列,非常之形象。

  在我们搬出异步列队之前,让我们看看普通的列队是怎么实现延迟的。

var Queue = function(){
this.list = []
}
Queue.prototype
= {
constructor:Queue,
queue:
function(fn) {
this.list.push(fn)
return this;
},
dequeue:
function(){
var fn = this.list.shift()||function(){};
fn.call(
this)
}
}

  这样调用它:

var q = new Queue;
q.queue(
function(){
log(
1)
}).queue(
function(){
log(
2)
}).queue(
function(){
log(
3)
});
while(q.list.length){
q.dequeune();
}

  但这是同步,想异步,我们需要用setTimeout:

var el = document.getElementById("test");
var q = new Queue();
q.queue(
function(){
var self = this;
el.innerHTML
= 1
setTimeout(
function(){
self.dequeue()
},
1000);
}).queue(
function(){
var self = this;
el.innerHTML
= 2
setTimeout(
function(){
self.dequeue()
},
1000);
}).queue(
function(){
var self = this;
el.innerHTML
= 3
setTimeout(
function(){
self.dequeue()
},
1000);
}).dequeue()

  如大家所见,这样写绝对不友好。我们需要把setTimeout整到Queue类中去,另对queue做一些修改,不要只弹出一个函数进行执行,通常情况下会对列队中的所有回调进行操作的,如domReay,多投事件。

var Queue = function(){
this.list = []
}
Queue.prototype
= {
constructor:Queue,
queue:
function(fn) {
this.list.push(fn)
return this;
},
wait:
function(ms){
this.list.push(ms)
return this;
},
dequeue:
function(){
var self = this, list = self.list;
var el = list.shift()||function(){};
if(typeof el == "number"){
setTimeout(
function(){
self.dequeue();
},el);
}
else if(typeof el == "function") {
el.call(
this)
if(list.length)
self.dequeue();
}
}
}

  Great,如果我们能自由控制每个回调的间隔,这对于做动画效果说,就变得非常简单了。但这Queue类相对我们最初定下的目标来说,还是差得远。Ajax,多投事件,domReay将统统划归于它的麾下,因此它需要用一些适用性更强的API。用过dojo的人也知,它的Deferred就像DNA的染色体一样,是双线的,可以捕捉不在同一时间线上的异常,而且这些列队不能像卫生筷那样用完一次就废了,这样就无法支撑多投事件的实现了。想要实现这些功能,就需要一个很复杂的东西,我将在第二部分隆重介绍我的异步列队,看它是如何优雅地解决这些问题。

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