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关于前端:现代JavaScript高级教程JS中的异步编程与Promise

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JS 中的异步编程与 Promise

一、JavaScript 的异步编步机制

在理解 JavaScript 的异步机制之前,咱们首先须要了解 JavaScript 是一种单线程语言。单线程就意味着所有的工作须要依照程序一次执行,如果前一个工作没有实现,后一个工作就无奈开始。这个个性在执行大量或耗时工作时可能会导致阻塞或者界面卡死,这显然是不可取的。

为了解决这个问题,JavaScript 引入了异步编程的机制。简略地说,异步就是你当初收回了一个“命令”,然而并不期待这个“命令”实现,而是继续执行下一个“命令”。只有在“听到”之前的那个“命令”实现了的音讯时,才会回过头来解决这个“命令”的后果。这就是所谓的异步编程。

二、事件循环(Event Loop)和工作队列(Task Queue)

这种异步的机制是如何实现的呢?关键在于事件循环(Event Loop)和工作队列(Task Queue)。

事件循环是 JavaScript 外部的一个处理过程,零碎会在此处一直地循环期待,查看工作队列中是否有工作,如果有,就解决它。

而工作队列,就是一个存储待处理工作的队列,当咱们应用 setTimeout、setInterval、ajax 等 API 时,实际上是向工作队列中增加了一个工作。

当主线程闲暇时(也就是同步工作都执行结束),便会去看工作队列里有没有工作,如果有,便将其取出执行;没有的话,则持续期待。

这个模型能够简略地用上面的代码示意:

while (true) {let task = taskQueue.pop();
  execute(task);
}

三、宏工作和微工作

在工作队列中,工作被分为两类:宏工作(MacroTask)和微工作(MicroTask)。两者的区别在于,宏工作在下一轮事件循环开始时执行,微工作在本轮事件循环完结时执行。这意味着微工作的优先级高于宏工作。

常见的宏工作有:script 全文(能够看作一种宏工作)、setTimeout、setInterval、setImmediate(Node.js 环境)、I/O、UI 渲染。

常见的微工作有:Promise、process.nextTick(Node.js 环境)、MutationObserver(html5 新个性)。

事件循环的程序,决定了 JavaScript 代码的执行程序。过程如下:

  • 执行同步代码,这属于宏工作
  • 执行栈为空,查问是否有微工作须要执行
  • 执行所有微工作
  • 必要的话渲染 UI
  • 而后开始下一轮 Event loop,执行宏工作中的异步代码

代码示例如下:

console.log('script start');  // 宏工作

setTimeout(function() {console.log('setTimeout');  // 宏工作
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {console.log('promise1');    // 微工作
}).then(function() {console.log('promise2');    // 微工作
});

console.log('script end');    // 宏工作 

输入程序为:script start -> script end -> promise1 -> promise2 -> setTimeout。这是因为 JavaScript 执行机制决定了微工作比宏工作优先执行。

四、requestAnimationFrame

requestAnimationFrame 是一个优化动画成果的函数,也有它在事件循环中的地位。

requestAnimationFrame 的调用是有频率限度的,在大多数浏览器里,这个频率是 60Hz,也就是说,每一次刷新距离为 1000/60≈16.7ms。requestAnimationFrame 的执行机会是在下一次重绘之前,而不是立刻执行。

requestAnimationFrame 的长处是由零碎来决定回调函数的执行机会。如果零碎忙到肯定水平,可能会两次“刷新”之间屡次执行回调函数,这时就能够省略掉一些回调函数的执行。这种机制能够无效节俭 CPU 开销,进步零碎的性能。

requestAnimationFrame 的地位在事件循环中的具体位置是视浏览器的实现而定,但一般来说,它在宏工作执行完,渲染之前,这使得其能够获取到最新的布局和款式信息。

五、Promise 的倒退

Promise 对象代表一个异步操作的最终实现(或失败)及其后果值。一个 Promise 处于以下状态之一:

  • pending: 初始状态,既不是胜利,也不是失败状态。
  • fulfilled: 意味着操作胜利实现。
  • rejected: 意味着操作失败。

一个 promise 必须处于一种状态:fulfilled、rejected 或 pending。一个 promise 的状态在 settle 之后就不能再扭转。

Promise 起初是由社区提出并实现的,最早的版本是由 Kris Kowal 提出的 Q 库,起初被 ES6 正式承受,并成为了浏览器的原生对象。

Promise 次要解决了两类问题:

  • 异步操作的一致性问题:无论异步操作是同步实现还是异步实现,应用 Promise 对象的 then 办法都能够以同样的形式进行解决。
  • 回调天堂问题:回调天堂指的是多层嵌套的回调函数,导致代码难以保护和了解。Promise 能够通过链式调用的形式,解决回调天堂问题。

咱们能够通过上面的代码示例来看一下 Promise 是如何工作的:

let promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // 异步解决
  // 解决完结后、调用 resolve 或 reject
});

promise.then(function(value) {// success}, function(error) {// failure});

Promise 的状态一旦扭转,就会始终放弃那个状态,不会再次扭转。这个个性能够让咱们有序地解决异步操作的后果,避免出现简单的状态判断。

以上是对于 JavaScript 中异步编程、事件循环、工作队列、宏工作、微工作,以及 requestAnimationFrame 在事件循环的地位,Promise 的倒退和如何解决回调天堂的具体介绍。对于 JavaScript 的异步编程机制,咱们应该有了全面深刻的理解。

参考资料

  1. MDN 文档 – 应用 Promises
  2. MDN 文档 – Window.requestAnimationFrame()
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