Javascript的异步和回调


引子

每个故事都有由来。前两天在看 gulp 的时候,看到了它有个 promise 的玩意儿,然后的然后,这两天就掉进了 javascript 的异步和回调的坑里面去了。
其间搜索了 javascript promise,看到了一堆好文章。大概给个 List 吧。

看得昏天黑地,大概也理清楚了一点,做个小总结。

一些概念

上面这些文章写得都挺好,但大部分都是上来直接说怎么异步回调,js的异步有哪些方法。这适合高级选手。我刚开始连啥是异步,啥是回调都不太清楚,这些方法自然也比较难理解。所以还是打好基础,先弄清楚异步、回调这些基本概念比较好。

同步与异步

先看个例子。

javascriptfoo();
bar();
  • 程序运行一般是同步的(synchronous),即按照书写的顺序执行。在上述例子中,bar 方法会在 foo 方法执行完之后,再执行。
  • 异步(asynchronous)与同步相对,即在前一个方法未执行完时,就开始运行后一个方法。在上述例子中,先执行 foo 方法,foo 方法没执行完,就开始执行 bar 方法。
  • 总而言之,同步就是顺序执行,异步就是不完全按顺序执行。

异步的好处

从异步的概念中可以发现,程序异步运行,可以提高程序运行的效率,不必等一个程序跑完,再跑下一个程序,特别当这两个程序是无关的时候。两个程序在一定时间内,可以是同时运行的。写服务器的时候应该会碰到很多这样的例子。可以想象,如果服务器的程序都是同步的,那并发什么的就不存在了吧。

阻塞与非阻塞

这一点是我自己简单的理解。

  • 阻塞就是说一个程序没运行完,它后面的程序是无法运行的。
  • 非阻塞则相反,一个程序如果因为各种原因(网络、代码量等)没运行完的时候,其他的程序也是可以继续运行的。

单线程与多线程

这一点也是我自己的简单理解。

  • 单线程是指程序运行只有一个通道,不同的方法需要排队执行。
  • 而很多语言都可以提供多线程的功能,相当于开了几个通道运行程序,使得程序可以在不同的线程中运行,不会相互影响。

多线程、非阻塞、异步

从上述基本概念中可以发现,异步如果发生在多线程语言中,会十分自然且符合逻辑。异步本质上应该就是多线程语言的产物。因为只有在多线程语言中才能够实现程序之间相互不干扰,不产生阻塞。

JS 中的异步

有了上面的一些基本概念,那么下面来说说正题,JS中的异步。
我们都知道 JS 是一个单线程的语言,永远只有一个通道在运行程序。那么既然它是个单线程又如何会有异步呢?
JS 中所谓的异步,应该被称为伪异步(pseudo asynchronous)。这是因为 JS 语言中的异步,会产生阻塞,并会相互干扰。

模拟 JS 中异步的方法 —— setTimeout

我们来看一下 setTimeout 如何模拟 JS 中的异步。

javascriptvar foo = function(){
    console.log('foo begins');
    setTimeout(function(){
        console.log('foo finishes');
    },1000);
};
var bar = function(){
    console.log('bar executed');  
}
foo();
bar();

上述过程执行的时候,会打印出

foo begins
bar executed
foo finishes

所以,在上述代码块中,在前一方法(foo)执行时,后一方法(bar)也可以执行。符合异步的基本概念,程序并不按顺序执行。
说是模拟是因为,你可以把 console.log('foo begins'); 理解成会运行 1 秒的一个代码行,运行完后,会跳出foo finishes。而中间这 1 秒运行的时候,后面的 bar 方法也是可以运行的。这样就模拟了一个异步的效果。

JS 中异步的方法存在的问题 —— 阻塞与干扰

我们将上述代码块稍做修改

javascriptvar foo = function(){
    console.log('foo begins');
    setTimeout(function(){
        console.log('foo finishes');
    },1000);
};
var bar = function(){

    while(){

    } 
}
foo();
bar();

你会发现 1 秒之后 foo finishes 并没有被打印出来。这是因为 bar 方法是个死循环,使得 js 引擎假死,导致了 foo 方法也没有被运行完。如果是多线程的异步,假死的应该是运行 bar 方法的线程,而 foo 方法仍然会按预期打印出 foo finishes。当然了,其实这个死循环也只是模拟 bar 方法块程序运行的时间将很长。实际上,如果 bar 方法运行的时间超过了 1 秒,比方说是 5 秒,那么 foo finishes 也将在 5 秒之后被打印出来。这个本质上取决于 JS 单线程程序块按队列执行的特性。
所以 JS 中的异步并不能像普通的异步一样,实现非阻塞和不干扰。

JS 中异步的一些实现方法

虽然 JS 中的异步有其先天的缺陷,但是这种异步的思想,仍然能被 JS 程序开发人员所借鉴。毕竟,异步是可以大大提高程序运行效率的。
也正是由于 JS 本身是单线程程序的关系,所以 JS 中异步的实现,并不能像其他语言一样,简单地多开个线程就可以解决。
目前我看的集中方法主要有回调、事件类方法、promise等。

回调

先说说回调是什么吧。
回调(callback)这种名词就跟函数(function)一样,乍一看是比较难懂的,至少我是这样的。
根据sf上这个问答的解释,可以明确,把一个函数作为参数传入到另一个函数中,那么这个作为参数的函数就叫做回调函数。如:

javascriptvar foo = function(callback){
    // foo method
    callback();
};
foo(bar);

其中,bar 就是一个回调函数。当然了,按我个人的理解,应该说是 bar 是 foo 的回调函数。

To be Continued

时间问题,具体的实现方式和理解还没好好看,日后再做细细梳理。上述理解如有偏颇,欢迎讨论指正。


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