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Javascript異步編程的4種方法讓你寫出更出色的程序

更新時間：2013年01月17日 14:35:06 作者：

本文總結(jié)了"異步模式"編程的4種方法，理解它們可以讓你寫出結(jié)構(gòu)更合理、性能更出色、維護(hù)更方便的Javascript程序

你可能知道，Javascript語言的執(zhí)行環(huán)境是"單線程"（single thread）。
所謂"單線程"，就是指一次只能完成一件任務(wù)。如果有多個任務(wù)，就必須排隊，前面一個任務(wù)完成，再執(zhí)行后面一個任務(wù)，以此類推。

這種模式的好處是實現(xiàn)起來比較簡單，執(zhí)行環(huán)境相對單純；壞處是只要有一個任務(wù)耗時很長，后面的任務(wù)都必須排隊等著，會拖延整個程序的執(zhí)行。常見的瀏覽器無響應(yīng)（假死），往往就是因為某一段Javascript代碼長時間運(yùn)行（比如死循環(huán)），導(dǎo)致整個頁面卡在這個地方，其他任務(wù)無法執(zhí)行。

為了解決這個問題，Javascript語言將任務(wù)的執(zhí)行模式分成兩種：同步（Synchronous）和異步（Asynchronous）。

"同步模式"就是上一段的模式，后一個任務(wù)等待前一個任務(wù)結(jié)束，然后再執(zhí)行，程序的執(zhí)行順序與任務(wù)的排列順序是一致的、同步的；"異步模式"則完全不同，每一個任務(wù)有一個或多個回調(diào)函數(shù)（callback），前一個任務(wù)結(jié)束后，不是執(zhí)行后一個任務(wù)，而是執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，后一個任務(wù)則是不等前一個任務(wù)結(jié)束就執(zhí)行，所以程序的執(zhí)行順序與任務(wù)的排列順序是不一致的、異步的。

"異步模式"非常重要。在瀏覽器端，耗時很長的操作都應(yīng)該異步執(zhí)行，避免瀏覽器失去響應(yīng)，最好的例子就是Ajax操作。在服務(wù)器端，"異步模式"甚至是唯一的模式，因為執(zhí)行環(huán)境是單線程的，如果允許同步執(zhí)行所有http請求，服務(wù)器性能會急劇下降，很快就會失去響應(yīng)。

本文總結(jié)了"異步模式"編程的4種方法，理解它們可以讓你寫出結(jié)構(gòu)更合理、性能更出色、維護(hù)更方便的Javascript程序。

一、回調(diào)函數(shù)
這是異步編程最基本的方法。
假定有兩個函數(shù)f1和f2，后者等待前者的執(zhí)行結(jié)果。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
f1(); 
　　f2(); 

如果f1是一個很耗時的任務(wù)，可以考慮改寫f1，把f2寫成f1的回調(diào)函數(shù)。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
function f1(callback){ 
　　　　setTimeout(function () { 
　　　　　　// f1的任務(wù)代碼 
　　　　　　callback(); 
　　　　}, 1000); 
　　} 

執(zhí)行代碼就變成下面這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

f1(f2);

采用這種方式，我們把同步操作變成了異步操作，f1不會堵塞程序運(yùn)行，相當(dāng)于先執(zhí)行程序的主要邏輯，將耗時的操作推遲執(zhí)行。

回調(diào)函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡單、容易理解和部署，缺點(diǎn)是不利于代碼的閱讀和維護(hù)，各個部分之間高度耦合（Coupling），流程會很混亂，而且每個任務(wù)只能指定一個回調(diào)函數(shù)。

二、事件監(jiān)聽
另一種思路是采用事件驅(qū)動模式。任務(wù)的執(zhí)行不取決于代碼的順序，而取決于某個事件是否發(fā)生。
還是以f1和f2為例。首先，為f1綁定一個事件（這里采用的jQuery的寫法）。

復(fù)制代碼代碼如下:

f1.on('done', f2);

上面這行代碼的意思是，當(dāng)f1發(fā)生done事件，就執(zhí)行f2。然后，對f1進(jìn)行改寫：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
function f1(){ 
　　　　setTimeout(function () { 
　　　　　　// f1的任務(wù)代碼 
　　　　　　f1.trigger('done'); 
　　　　}, 1000); 
　　} 

f1.trigger('done')表示，執(zhí)行完成后，立即觸發(fā)done事件，從而開始執(zhí)行f2。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較容易理解，可以綁定多個事件，每個事件可以指定多個回調(diào)函數(shù)，而且可以"去耦合"（Decoupling），有利于實現(xiàn)模塊化。缺點(diǎn)是整個程序都要變成事件驅(qū)動型，運(yùn)行流程會變得很不清晰。
三、發(fā)布/訂閱
上一節(jié)的"事件"，完全可以理解成"信號"。
我們假定，存在一個"信號中心"，某個任務(wù)執(zhí)行完成，就向信號中心"發(fā)布"（publish）一個信號，其他任務(wù)可以向信號中心"訂閱"（subscribe）這個信號，從而知道什么時候自己可以開始執(zhí)行。這就叫做"發(fā)布/訂閱模式"（publish-subscribe pattern），又稱"觀察者模式"（observer pattern）。

這個模式有多種實現(xiàn)，下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，這是jQuery的一個插件。
首先，f2向"信號中心"jQuery訂閱"done"信號。

復(fù)制代碼代碼如下:

jQuery.subscribe("done", f2);

然后，f1進(jìn)行如下改寫：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
function f1(){ 
　　　　setTimeout(function () { 
　　　　　　// f1的任務(wù)代碼 
　　　　　　jQuery.publish("done"); 
　　　　}, 1000); 
　　} 

jQuery.publish("done")的意思是，f1執(zhí)行完成后，向"信號中心"jQuery發(fā)布"done"信號，從而引發(fā)f2的執(zhí)行。
此外，f2完成執(zhí)行后，也可以取消訂閱（unsubscribe）。

復(fù)制代碼代碼如下:

jQuery.unsubscribe("done", f2);

這種方法的性質(zhì)與"事件監(jiān)聽"類似，但是明顯優(yōu)于后者。因為我們可以通過查看"消息中心"，了解存在多少信號、每個信號有多少訂閱者，從而監(jiān)控程序的運(yùn)行。

四、Promises對象
Promises對象是CommonJS工作組提出的一種規(guī)范，目的是為異步編程提供統(tǒng)一接口。
簡單說，它的思想是，每一個異步任務(wù)返回一個Promise對象，該對象有一個then方法，允許指定回調(diào)函數(shù)。比如，f1的回調(diào)函數(shù)f2,可以寫成：

復(fù)制代碼代碼如下:

f1().then(f2);

f1要進(jìn)行如下改寫（這里使用的是jQuery的實現(xiàn)）：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
function f1(){ 
　　　　var dfd = $.Deferred(); 
　　　　setTimeout(function () { 
　　　　　　// f1的任務(wù)代碼 
　　　　　　dfd.resolve(); 
　　　　}, 500); 
　　　　return dfd.promise; 
　　} 

這樣寫的優(yōu)點(diǎn)在于，回調(diào)函數(shù)變成了鏈?zhǔn)綄懛?，程序的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以實現(xiàn)許多強(qiáng)大的功能。

比如，指定多個回調(diào)函數(shù)：

復(fù)制代碼代碼如下:

f1().then(f2).then(f3);

再比如，指定發(fā)生錯誤時的回調(diào)函數(shù)：

復(fù)制代碼代碼如下:

f1().then(f2).fail(f3);

而且，它還有一個前面三種方法都沒有的好處：如果一個任務(wù)已經(jīng)完成，再添加回調(diào)函數(shù)，該回調(diào)函數(shù)會立即執(zhí)行。所以，你不用擔(dān)心是否錯過了某個事件或信號。這種方法的缺點(diǎn)就是編寫和理解，都相對比較難。

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