ES6 - generator和async函数

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一、前言

ES6 诞生以前,异步编程的方法,大概有下面四种。

  • 回调函数
  • 事件监听
  • 发布/订阅
  • Promise 对象

回调函数本身并没有问题,它的问题出现在多个回调函数嵌套会造成回调地狱,非常不利于代码的维护和逻辑混乱等问题;

Promise 对象就是为了解决这个问题而提出的。它不是新的语法功能,而是一种新的写法,允许将回调函数的嵌套,改成链式调用。采用 Promise,连续读取多个文件,写法如下:

var readFile = require('fs-readfile-promise');
readFile(fileA)
.then(function (data) {
    
    
  console.log(data.toString());
})
.then(function () {
    
    
  return readFile(fileB);
})
.then(function (data) {
    
    
  console.log(data.toString());
})
.catch(function (err) {
    
    
  console.log(err);
});

可以看到,Promise 的写法只是回调函数的改进,使用then方法以后,异步任务的两段执行看得更清楚了,除此以外,并无新意。

Promise 的最大问题是代码冗余,原来的任务被 Promise 包装了一下,不管什么操作,一眼看去都是一堆then,原来的语义变得很不清楚;

那么,有没有更好的写法呢?:

Generator 函数将 JavaScript 异步编程带入了一个全新的阶段。


二、简介

Generator 函数是ES6提供的解决异步编程的方案之一;​

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。Generator 函数的执行方法如下。

function* gen(x) {
    
    
  var y = yield x + 2;
  return y;
}

var g = gen(1);
g.next() // { value: 3, done: false }
g.next() // { value: undefined, done: true }

上面代码中,调用 Generator 函数,会返回一个内部指针(即遍历器)g。这是 Generator 函数不同于普通函数的另一个地方,即执行它不会返回结果,返回的是指针对象。调用指针g的next方法,会移动内部指针(即执行异步任务的第一段),指向第一个遇到的yield语句,上例是执行到x + 2为止。

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换言之,next方法的作用是分阶段执行Generator函数。每次调用next方法,会返回一个对象,表示当前阶段的信息(value属性和done属性)。value属性是yield语句后面表达式的值,表示当前阶段的值;done属性是一个布尔值,表示 Generator 函数是否执行完毕,即是否还有下一个阶段。

三、特点

​ 1,定义Generator 函数需要在function后面加上*号:

function* helloWorldGenerator(){
    
    ...}

​ 2,调用函数不会打印任何函数数据,而是会返回一个指针对象;

​ 3,每次调用指针对象中的next方法,来执行generator函数中的内容,返回结果和iteraator相似;


四、Generator 函数实现

由于 Generator 函数返回的遍历器对象,只有调用next方法才会遍历下一个内部状态,所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。yield表达式就是暂停标志。

遍历器对象的next方法的运行逻辑如下:

(1)遇到yield表达式,就暂停执行后面的操作,并将紧跟在yield后面的那个表达式的值,作为返回的对象的value属性值。

(2)下一次调用next方法时,再继续往下执行,直到遇到下一个yield表达式。

(3)如果没有再遇到新的yield表达式,就一直运行到函数结束,直到return语句为止,并将return语句后面的表达式的值,作为返回的对象的value属性值。

(4)如果该函数没有return语句,则返回的对象的value属性值为undefined

看下面的案例

      function* helloWorldGenerator() {
    
    
        yield "hello";
        console.log("111");
        yield "world";
        console.log("222");
        return "ending";
      }
      var hw = helloWorldGenerator();
      console.log(hw.next());
      console.log(hw.next());
      console.log(hw.next());

运行结果:

{
    
    value: 'hello', done: false}
111
{
    
    value: 'world', done: false}
222
{
    
    value: 'ending', done: true}

也就是说:

我们每一次调用都需要使用next进行调用,每次使用一个next都会调用到一个yield,当程序触碰到yield 那么程序会陷入阻塞状态,直到碰到下一个next为止 才会继续执行 执行到下下一个yield。也就是说 每一次调用一次yield 都会执行一个yield;

Generator 函数可以不用yield表达式,这时就变成了一个单纯的暂缓执行函数。如下:

   function* fun() {
    
    
    console.log("执行了!");
   }
   var generator = fun();
   generator.next();
   setTimeout(function () {
    
    
    generator.next();
   }, 2000);

上面代码中,函数fun如果是普通函数,在为变量generator赋值时就会执行。但是,函数fun是一个 Generator 函数,就变成只有调用next方法时,函数fun才会执行。

另外需要注意,yield表达式只能用在 Generator 函数里面,用在其他地方都会报错。

五、Async函数

async 函数是什么?一句话,它就是 Generator 函数的语法糖。使得异步操作变得更加方便。
这也是我们日常开发中常用的写法;

1,Generator 函数处理异步:

readFile是异步操作,不必关系它做了什么

const gen = function* () {
    
    
  const f1 = yield readFile('/etc/fstab');
  const f2 = yield readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

2,async函数处理异步

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

一比较就会发现,async函数就是将 Generator 函数的星号(*)替换成async,将yield替换成await,仅此而已。它的最大优点,就是代码的写法非常像同步操作,如果去除yield命令,简直一模一样;

async函数对 Generator 函数的改进,体现在以下四点:

(1)内置执行器。

Generator 函数的执行必须需要调用next方法,或者用co模块,才能真正执行,得到最后结果。
async函数自带执行器。也就是说,async函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。

(2)更好的语义化。

async和await,比起星号和yield,语义更清楚了。async表示函数里有异步操作,await表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

(3)更广的适用性。

co模块约定,yield命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象,而async函数的await命令后面,可以是 Promise 对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时会自动转成立即 resolved 的romise 对象)。

(4)返回值是 Promise。

async函数的返回值是 Promise 对象,这比 Generator 函数的返回值是 Iterator 对象方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。

进一步说,async函数完全可以看作多个异步操作,包装成的一个 Promise 对象,而await命令就是内部then命令的语法糖;


【参考文档】:
1,Generator 函数的语法:https://es6.ruanyifeng.com/#docs/generator
2,async 函数:https://es6.ruanyifeng.com/#docs/async

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