JavaScript异步编程：Generator与Async

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作者:jiasm

从Promise开始，JavaScript就在引入新功能，来帮助更简单的方法来处理异步编程，帮助我们远离回调地狱。
Promise是下边要讲的Generator/yield与async/await的基础，希望你已经提前了解了它。

在大概ES6的时代，推出了Generator/yield两个关键字，使用Generator可以很方便的帮助我们建立一个处理Promise的解释器。

然后，在ES7左右，我们又得到了async/await这样的语法，可以让我们以接近编写同步代码的方式来编写异步代码（无需使用.then()或者回调函数）。

两者都能够帮助我们很方便的进行异步编程，但同样，这两者之间也是有不少区别的。

Generator

Generator是一个函数，可以在函数内部通过yield返回一个值（此时，Generator函数的执行会暂定，直到下次触发.next()）
创建一个Generator函数的方法是在function关键字后添加*标识。

在调用一个Generator函数后，并不会立即执行其中的代码，函数会返回一个Generator对象，通过调用对象的next函数，可以获得yield/return的返回值。
无论是触发了yield还是return，next()函数总会返回一个带有value和done属性的对象。
value为返回值，done则是一个Boolean对象，用来标识Generator是否还能继续提供返回值。
P.S. Generator函数的执行时惰性的，yield后的代码只在触发next时才会执行

 1 function * oddGenerator () {
 2   yield 1
 3   yield 3
 4 
 5   return 5
 6 }
 7 
 8 let iterator = oddGenerator()
 9 
10 let first = iterator.next()  // { value: 1, done: false }
11 let second = iterator.next() // { value: 3, done: false }
12 let third = iterator.next()  // { value: 5, done: true  }

next的参数传递

我们可以在调用next()的时候传递一个参数，可以在上次yield前接收到这个参数：

 1 function * outputGenerator () {
 2   let ret1 = yield 1
 3   console.log(`got ret1: ${ret1}`)
 4   let ret2 = yield 2
 5   console.log(`got ret2: ${ret2}`)
 6 }
 7 
 8 let iterator = outputGenerator()
 9 
10 iterator.next(1)
11 iterator.next(2) // got ret1: 2
12 iterator.next(3) // got ret2: 3

第一眼看上去可能会有些诡异，为什么第一条log是在第二次调用next时才进行输出的
这就又要说到上边的Generator的实现了，上边说到了，yield与return都是用来返回值的语法。
函数在执行时遇到这两个关键字后就会暂停执行，等待下次激活。
然后let ret1 = yield 1，这是一个赋值表达式，也就是说会先执行=右边的部分，在=右边执行的过程中遇到了yield关键字，函数也就在此处暂停了，在下次触发next()时才被激活，此时，我们继续进行上次未完成的赋值语句let ret1 = XXX，并在再次遇到yield时暂停。
这也就解释了为什么第二次调用next()的参数会被第一次yield赋值的变量接收到

用作迭代器使用

因为Generator对象是一个迭代器，所以我们可以直接用于for of循环：

但是要注意的是，用作迭代器中的使用，则只会作用于yield
return的返回值不计入迭代

 1 function * oddGenerator () {
 2   yield 1
 3   yield 3
 4   yield 5
 5 
 6   return 'won't be iterate'
 7 }
 8 
 9 for (let value of oddGenerator()) {
10   console.log(value)
11 }
12 // > 1
13 // > 3
14 // > 5

Generator函数内部的Generator

除了yield语法以外，其实还有一个yield*语法，可以粗略的理解为是Generator函数版的[...]
用来展开Generator迭代器的。

 1 function * gen1 () {
 2   yield 1
 3   yield* gen2()
 4   yield 5
 5 }
 6 
 7 function * gen2 () {
 8   yield 2
 9   yield 3
10   yield 4
11   return 'won't be iterate'
12 }
13 
14 for (let value of gen1()) {
15   console.log(value)
16 }
17 // > 1
18 // > 2
19 // > 3
20 // > 4
21 // > 5

模拟实现Promise执行器

然后我们结合着Promise，来实现一个简易的执行器。

最受欢迎的类似的库是： co

 1 function run (gen) {
 2   gen = gen()
 3   return next(gen.next())
 4 
 5   function next ({done, value}) {
 6     return new Promise(resolve => {
 7      if (done) { // finish
 8        resolve(value)
 9      } else { // not yet
10        value.then(data => {
11          next(gen.next(data)).then(resolve)
12        })
13      }
14    })
15   }
16 }
17 
18 function getRandom () {
19   return new Promise(resolve => {
20     setTimeout(_ => resolve(Math.random() * 10 | 0), 1000)
21   })
22 }
23 
24 function * main () {
25   let num1 = yield getRandom()
26   let num2 = yield getRandom()
27 
28   return num1 + num2
29 }
30 
31 run(main).then(data => {
32   console.log(`got data: ${data}`);
33 })

一个简单的解释器的模拟（仅作举例说明）

在例子中，我们约定yield后边的必然是一个Promise函数
我们只看main()函数的代码，使用Generator确实能够让我们让近似同步的方式来编写异步代码
但是，这样写就意味着我们必须有一个外部函数负责帮我们执行main()函数这个Generator，并处理其中生成的Promise，然后在then回调中将结果返回到Generator函数，以便可以执行下边的代码。

Async

我们使用async/await来重写上边的Generator例子：

 1 function getRandom () {
 2   return new Promise(resolve => {
 3     setTimeout(_ => resolve(Math.random() * 10 | 0), 1000)
 4   })
 5 }
 6 
 7 async function main () {
 8   let num1 = await getRandom()
 9   let num2 = await getRandom()
10 
11   return num1 + num2
12 }



console.log(`got data: ${await main()}`)

这样看上去，好像我们从Generator/yield换到async/await只需要把*都改为async，yield都改为await就可以了。所以很多人都直接拿Generator/yield来解释async/await的行为，但这会带来如下几个问题：

Generator有其他的用途，而不仅仅是用来帮助你处理Promise
这样的解释让那些不熟悉这两者的人理解起来更困难（因为你还要去解释那些类似co的库）

async/await是处理Promise的一个极其方便的方法，但如果使用不当的话，也会造成一些令人头疼的问题

Async函数始终返回一个Promise

一个async函数，无论你return 1或者throw new Error()。
在调用方来讲，接收到的始终是一个Promise对象：

1 async function throwError () {
2   throw new Error()
3 }
4 async function returnNumber () {
5   return 1
6 }
7 
8 console.log(returnNumber() instanceof Promise) // true
9 console.log(throwError() instanceof Promise)   // true

也就是说，无论函数是做什么用的，你都要按照Promise的方式来处理它。

Await是按照顺序执行的，并不能并行执行

JavaScript是单线程的，这就意味着await一只能一次处理一个，如果你有多个Promise需要处理，则就意味着，你要等到前一个Promise处理完成才能进行下一个的处理，这就意味着，如果我们同时发送大量的请求，这样处理就会非常慢，one by one：

1 const bannerImages = []
2 
3 async function getImageInfo () {
4   return bannerImages.map(async banner => await getImageInfo(banner))
5 }

就像这样的四个定时器，我们需要等待4s才能执行完毕：

 1 function delay () {
 2   return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000))
 3 }
 4 
 5 let tasks = [1, 2, 3, 4]
 6 
 7 async function runner (tasks) {
 8   for (let task of tasks) {
 9     await delay()
10   }
11 }
12 
13 console.time('runner')
14 await runner(tasks)
15 console.timeEnd('runner')

像这种情况，我们可以进行如下优化：

 1 function delay () {
 2   return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000))
 3 }
 4 
 5 let tasks = [1, 2, 3, 4]
 6 
 7 async function runner (tasks) {
 8   tasks = tasks.map(delay)
 9   await Promise.all(tasks)
10 }
11 
12 console.time('runner')
13 await runner(tasks)
14 console.timeEnd('runner')

草案中提到过await*，但现在貌似还不是标准，所以还是采用Promise.all包裹一层的方法来实现

我们知道，Promise对象在创建时就会执行函数内部的代码，也就意味着，在我们使用map创建这个数组时，所有的Promise代码都会执行，也就是说，所有的请求都会同时发出去，然后我们通过await Promise.all来监听所有Promise的响应。

结论

Generator与async function都是返回一个特定类型的对象：

Generator: 一个类似{ value: XXX, done: true }这样结构的Object
Async: 始终返回一个Promise，使用await或者.then()来获取返回值

Generator是属于生成器，一种特殊的迭代器，用来解决异步回调问题感觉有些不务正业了。。而async则是为了更简洁的使用Promise而提出的语法，相比Generator + co这种的实现方式，更为专注，生来就是为了处理异步编程。

现在已经是2018年了，async也是用了好久，就让Generator去做他该做的事情吧。。

参考资料

示例代码：code-resource

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标签： javascript 技术文章开发

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