ECMASCRIPT6的异步编程解决方案

ES6提供了三种异步解决：

• Promise
• Generator
• Async

Promise

Promise最早由一些社区提出和实现（jquery.deffered,q,angular）,ES6将其写进了语言标准，统一了用法，原生提供了Promise对象。
Promise代表一个异步操作，有三种状态：

• Pending: 进行中
• Resolved: 已完成
• Rejected:已失败

两个特点：

• 对象的状态不受外界影响；
• 一旦状态改变，就不会再变，任何时候都可以得到这个结果。
  有了Promise对象，就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数。此外，Promise对象提供统一的接口，使得控制异步操作更加容易。

1.基本用法

Promise对象是一个构造函数，用来生成Promise实例。

var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // ... some code

  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else {
    reject(error);
  }
});
// Resolved 将Promise对象的状态从Pending变成Resolved
// Rejected 将Promise对象的状态从Pending变成Rejected

Promise实例生成以后，可以用then方法分别指定Resolved状态和Reject状态的回调函数。

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(resolve, ms, 'done');
  });
}

timeout(100).then((value) => {
  console.log(value);
});
// 第一个回调函数是Promise对象的状态变为Resolved时调用；
// 第二个回调函数是Promise对象的状态变为Reject时调用

Resolve函数的参数还可以是另一个Promise实例；

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(() => reject(new Error('fail')), 3000)
})

var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(() => resolve(p1), 1000)
})

p2
  .then(result => console.log(result))
  .catch(error => console.log(error))

2.promise.prototype.then()

Promise实例具有then方法，也就是说，then方法是定义在原型对象Promise.prototype上的。
then方法返回的是一个新的Promise实例。因此可以采用链式写法，即then方法后面再调用另一个then方法。

getJSON("/post/1.json").then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function funcA(comments) {
  console.log("Resolved: ", comments);
}, function funcB(err){
  console.log("Rejected: ", err);
});

采用链式的then，可以指定一组按照次序调用的回调函数。这时，前一个回调函数，有可能返回的还是一个Promise对象（即有异步操作），这时后一个回调函数，就会等待该Promise对象的状态发生变化，才会被调用。

3.Promise.prototype.catch()

Promise.prototype.catch方法是.then(null, rejection)的别名，用于指定发生错误时的回调函数。

getJSON('/posts.json').then(function(posts) {
  // ...
}).catch(function(error) {
  // 处理 getJSON 和 前一个回调函数运行时发生的错误
  console.log('发生错误！', error);
});

异步操作抛出错误，状态就会变为Rejected。

// 写法一
var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  try {
    throw new Error('test');
  } catch(e) {
    reject(e);
  }
});
promise.catch(function(error) {
  console.log(error);
});

// 写法二
var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  reject(new Error('test'));
});
promise.catch(function(error) {
  console.log(error);
});

reject方法的作用，等同于抛出错误。

var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  resolve('ok');
  throw new Error('test');
});
promise
  .then(function(value) { console.log(value) })
  .catch(function(error) { console.log(error) });
// ok

如果Promise状态已经变成Resolved，再抛出错误是无效的。因为 Promise 的状态一旦改变，就永久保持该状态，不会再变了。

getJSON('/post/1.json').then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function(comments) {
  // some code
}).catch(function(error) {
  // 处理前面三个Promise产生的错误
});

Promise 对象的错误具有“冒泡”性质，会一直向后传递，直到被捕获为止。也就是说，错误总是会被下一个catch语句捕获。

4.Promise.all

Promise.all方法用于将多个Promise实例，包装成一个新的Promise实例。
var p = Promise.all([p1, p2, p3]);
Promise.all方法接受一个数组作为参数，p1、p2、p3都是Promise对象的实例，如果不是，就会先调用下面讲到的Promise.resolve方法，将参数转为Promise实例，再进一步处理。
p的状态由p1、p2、p3决定，分成两种情况。
（1）只有p1、p2、p3的状态都变成fulfilled，p的状态才会变成fulfilled，此时p1、p2、p3的返回值组成一个数组，传递给p的回调函数。
（2）只要p1、p2、p3之中有一个被rejected，p的状态就变成rejected，此时第一个被reject的实例的返回值，会传递给p的回调函数。

5.promise.race

Promise.race方法同样是将多个Promise实例，包装成一个新的Promise实例。

var p = Promise.race([p1, p2, p3]);

上面代码中，只要p1、p2、p3之中有一个实例率先改变状态，p的状态就跟着改变。那个率先改变的 Promise 实例的返回值，就传递给p的回调函数。

const p = Promise.race([
  fetch('/resource-that-may-take-a-while'),
  new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 5000)
  })
]);
p.then(response => console.log(response));
p.catch(error => console.log(error));

上面代码中，如果5秒之内fetch方法无法返回结果，变量p的状态就会变为rejected，从而触发catch方法指定的回调函数。

6.Promise.resolve()

有时需要将现有对象转为Promise对象，Promise.resolve方法就起到这个作用。

Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))

Promise.resolve方法的参数分成四种情况。
(1) 参数是一个Promise实例
Promise.resolve将不做任何修改、原封不动地返回这个实例。
（2）参数是一个thenable对象

let thenable = {
  then: function(resolve, reject) {
    resolve(42);
  }
};

Promise.resolve方法会将这个对象转为Promise对象，然后就立即执行thenable对象的then方法。
（3）参数不是具有then方法的对象，或根本就不是对象
Promise.resolve方法返回一个新的Promise对象，状态为Resolved。
（4）不带有任何参数
直接返回一个Resolved状态的Promise对象。

setTimeout(function () {
  console.log('three');
}, 0);

Promise.resolve().then(function () {
  console.log('two');
});

console.log('one');

// one
// two
// three

需要注意的是，立即resolve的Promise对象，是在本轮“事件循环”（event loop）的结束时，而不是在下一轮“事件循环”的开始时。

7.Promise.reject()

Promise.reject(reason)方法也会返回一个新的 Promise 实例，该实例的状态为rejected
注意，Promise.reject()方法的参数，会原封不动地作为reject的理由，变成后续方法的参数。这一点与Promise.resolve方法不一致。

const thenable = {
  then(resolve, reject) {
    reject('出错了');
  }
};

Promise.reject(thenable)
.catch(e => {
  console.log(e === thenable)
})
// true  

8.done()

总是处于回调链的尾端，保证抛出任何可能出现的错误。

asyncFunc()
  .then(f1)
  .catch(r1)
  .then(f2)
  .done();

9.finally()

用于指定不管Promise对象最后状态如何，都会执行的操作。它与done方法的最大区别，它接受一个普通的回调函数作为参数，该函数不管怎样都必须执行。

server.listen(0)
  .then(function () {
    // run test
  })
  .finally(server.stop);

10.Promise.try

const f = () => console.log('now');
Promise.resolve().then(f);
console.log('next');

const f = () => console.log('now');
Promise.try(f);
console.log('next');

Promise.try为所有操作提供了统一的处理机制，所以如果想用then方法管理流程，最好都用Promise.try包装一下。

Generator函数

Generator是个什么东西？
Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案。

• Generator 函数是一个状态机，封装了多个内部状态。
• 执行 Generator 函数会返回一个遍历器对象。

Generator函数的两个特征：

• function关键字与函数名之间有一个星号；
• 函数体内部使用yield语句，定义不同的内部状态

function* helloWorldGenerator() {
  yield 'hello';
  yield 'world';
  return 'ending';
}

var hw = helloWorldGenerator();

如上代码，helloWorldGenerator函数调用后返回一个遍历器，下一步，必须调用遍历器对象的next方法，使得指针移向下一个状态。每次调用next方法，内部指针就从函数头部或上一次停下来的地方开始执行，直到遇到下一个yield语句（或return语句）为止。

hw.next()
// { value: 'hello', done: false }

hw.next()
// { value: 'world', done: false }

hw.next()
// { value: 'ending', done: true }

hw.next()
// { value: undefined, done: true }

next方法参数

yield句本身没有返回值，或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个yield语句的返回值。

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}

var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}

var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

3.应用

（1）异步操作的同步化表达

Generator函数的暂停执行的效果，意味着可以把异步操作写在yield语句里面，等到调用next方法时再往后执行。

function* main() {
  var result = yield request("http://some.url");
  var resp = JSON.parse(result);
    console.log(resp.value);
}

function request(url) {
  makeAjaxCall(url, function(response){
    it.next(response);
  });
}

var it = main();
it.next();

（2）控制流管理
如果有一个多步操作非常耗时，采用回调函数，可能会写成下面这样。

step1(function (value1) {
  step2(value1, function(value2) {
    step3(value2, function(value3) {
      step4(value3, function(value4) {
        // Do something with value4
      });
    });
  });
});

采用Promise改写上面的代码。

Promise.resolve(step1)
  .then(step2)
  .then(step3)
  .then(step4)
  .then(function (value4) {
    // Do something with value4
  }, function (error) {
    // Handle any error from step1 through step4
  })
  .done();

上面代码已经把回调函数，改成了直线执行的形式，但是加入了大量Promise的语法。Generator函数可以进一步改善代码运行流程。

function* longRunningTask(value1) {
  try {
    var value2 = yield step1(value1);
    var value3 = yield step2(value2);
    var value4 = yield step3(value3);
    var value5 = yield step4(value4);
    // Do something with value4
  } catch (e) {
    // Handle any error from step1 through step4
  }
}

scheduler(longRunningTask(initialValue));

function scheduler(task) {
  var taskObj = task.next(task.value);
  // 如果Generator函数未结束，就继续调用
  if (!taskObj.done) {
    task.value = taskObj.value
    scheduler(task);
  }
}

4.Tunk函数

Thunk 函数是自动执行 Generator 函数的一种方法。

var Thunk = function(fn) {
  return function (...args) {
    return function (callback) {
      return fn.call(this, ...args, callback);
    }
  };
};

function f(a, cb) {
  cb(a);
}
let ft = Thunk(f);

let log = console.log.bind(console);
ft(1)(log) // 1

async

async 函数是什么？一句话，它就是 Generator 函数的语法糖。
如下一个 Generator 函数，依次读取两个文件

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());
};

写成async函数，就是下面这样。

var asyncReadFile = async function () {
  var f1 = await readFile('/etc/fstab');
  var f2 = await readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};