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javascript学习指南之回调问题

回调地狱

对 JavaScript 程序员来说,处理回调是家常,但是处理层次过深的回调就没有那么美好了,下面的示例代码片段用了三层回调,再补脑一下更多层的场景,简直是酸爽,这就是传说中的回调地狱。

getDirectories(function(dirs) {
  getFiles(dirs[0], function(files) {
    getContent(files[0], function(file, content) {
      console.log('filename:', file);
      console.log(content);
    });
  });
});
 
function getDirectories(callback) {
 setTimeout(function() {
  callback(['/home/ben']);
 }, 1000);
}
 
function getFiles(dir, callback) {
  setTimeout(function() {
    callback([dir + '/test1.txt', dir + '/test2.txt']);
  }, 1000)
}
 
function getContent(file, callback) {
  setTimeout(function() {
    callback(file, 'content');
  }, 1000)
}

解决方案

生态圈中有很多异步解决方案可以处理回调地狱的问题,比如 bluebird、Q 等,本文重点介绍 ECMAScript 6/7 规范中对异步编程的支持。

ES6 Promise

Promise 是一种异步编程的解决方案,是解决回调地狱问题的利器。

Promise 在 JavaScript 生态圈被主流接受是在 2007 年 Dojo 框架增加了 dojo.Deferred 的功能。随着 dojo.Deferred 的流行,在 2009 年 Kris Zyp 提出了 CommonJS Promises/A 规范。随后生态圈中出现了大量 Promise 实现包括 Q.js、FuturesJS 等。当然 Promise 之所有这么流行很大程度上是由于 jQuery 的存在,只是 jQuery 并不完全遵守 CommonJS Promises/A 规范。随后正如大家看到的,ES 6 规范包含了 Promise。
MDN 中对 Promise 是这样描述的:

Promise 对象是一个返回值的代理,这个返回值在promise对象创建时未必已知。它允许你为异步操作的成功或失败指定处理方法。 这使得异步方法可以像同步方法那样返回值:异步方法会返回一个包含了原返回值的
以下的代码是「回调地狱」一节中的示例通过 Promise 实现,看上去代码也不是很简洁,但是比起传统的层级回调有明显改善,代码可维护性和可读性更强。

getDirectories().then(function(dirs) {
  return getFiles(dirs[0]);
}).then(function(files) {
  return getContent(files[0]);
}).then(function(val) {
  console.log('filename:', val.file);
  console.log(val.content);
});
 
function getDirectories() {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
    resolve(['/home/ben']);
   }, 1000);
  });
}
 
function getFiles(dir) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
      resolve([dir + '/test1.txt', dir + '/test2.txt']);
    }, 1000);
  });
}
 
function getContent(file) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function() {
      resolve({file: file, content: 'content'});
    }, 1000);
  });
}

ES6 Generator

Promise 的实现方式还不够简洁,我们还需要更好的选择,co 就是选择之一。co 是基于 Generator(生成器)的异步流控制器,了解 co 之前首先需要理解 Generator。熟悉 C# 的同学应该都有了解,C# 2.0 的版本就引入了 yield 关键字,用于迭代生成器。ES 6 Generator 跟 C# 相似,也使用了 yield 语法糖,内部实现了状态机。具体用法可以参考 MDN 的文档 function* 一节,原理可以参考AlloyTeam 团队 Blog 深入理解 Generator。使用 co 巧妙结合 ES6 Generator 和 ES6 Promise 让异步调用更加和谐。

co(function* (){
  var dirs = yield getDirectories();
  var files = yield getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = yield getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
});

co 非常巧妙,其核心代码可以简化如下的示例,大体思路是采用递归遍历生成器直到状态完成,当然 co 做的跟多。

runGenerator();
 
function* run(){
  var dirs = yield getDirectories();
  var files = yield getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = yield getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
}
 
function runGenerator(){
  var gen = run();
 
  function go(result){
    if(result.done) return;
    result.value.then(function(r){
      go(gen.next(r));
    });
  }
 
  go(gen.next());
}

ES7 Async/Await

ES6 Generator 确实很好,只可惜需要第三方库的支持。好消息是 ES 7 会引入 Async/Await 关键字完美解决异步调用的问题。好吧,.net 又领先了一步,.net framework 4.5 已经率先支持了。
今后的代码写起来是这样:

run();
async function run() {
  var dirs = await getDirectories();
  var files = await getFiles(dirs[0]);
  var contentVal = await getContent(files[0]);
  console.log('filename:', contentVal.file);
  console.log(contentVal.content);
}

结论

从经典的回调的异步编程方式,到 ES6 Promise 规范对异步编程的改善,再到 co 结合 ES Generator 优雅处理,最后 ES7 async/await 完美收官,可以让我们了解为什么 ECMAScript 会出现这些特性以及解决了什么问题,更加清晰地看到 JavaScript 异步编程发展的脉络。

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