JavaScript 异步编程和回调 – JavaScript 完全手册(2018版)

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注:本文为 《 JavaScript 完全手册(2018版) 》第24节,你可以查看该手册的完整目录。

JavaScript 默认是同步的,并且是单线程的。这意味着代码无法创建新线程并且并行运行。让我们了解一下什么是异步代码及其样子。

编程语言中的异步

计算机在设计上是异步的。

异步意味着某些事情可以独立于主程序流而发生。

在当前的消费者计算机中,每个程序都运行在一个特定的时间段,然后它停止执行,以让另一个程序继续执行。这种循环运行如此之快以至于我们无法注意到,我们认为我们的计算机同时运行许多程序,但这是一种幻觉(除了多处理器机器)。

程序内部使用 中断 ,这是一个发送到处理器的信号,以引起系统的注意。

我不会深入讨论它的内部细节,但请记住,程序是异步的是很正常的,并在需要注意之前停止它们的执行,并且计算机可以在此期间执行其他操作。当程序正在等待来自网络的响应时,它不能在请求完成之前停止处理器。

通常,编程语言是同步的,有些语言提供了一种在语言或库中管理异步方法。 C,Java,C#,PHP,Go,Ruby,Swift,Python,默认情况下它们都是同步的。其中一些通过使用线程处理异步,产生一个新进程。

JavaScript

JavaScript 默认是同步的,并且是单线程的。这意味着代码无法创建新线程并且并行运行。

代码行是一个接一个地串行执行的,例如:

const a = 1
const b = 2
const c = a * b
console.log(c)
doSomething()

但 JavaScript 诞生于浏览器中,一开始其主要工作就是响应用户操作,如 onClickonMouseOveronChangeonSubmit等。 怎么用同步编程模型呢?

答案是在它的环境中。 浏览器通过提供一组可以处理这种功能的 API 来解决这个问题。

最近,Node.js 引入了一个非阻塞 I/O 环境,将这个概念扩展到文件访问,网络调用等。

回调函数(Callbacks)

你无法知道用户何时要单击按钮,因此你 要为click事件定义事件处理程序。 此事件处理程序接受一个函数,该函数将在事件触发时调用:

document.getElementById('button').addEventListener('click', () => {
  //item clicked
})

这就是所谓的 回调函数

回调是一个简单的函数,它作为值传递给另一个函数,并且只在事件发生时执行。 我们可以这样做,是因为函数是 JavaScript 的 “一等公民” ,可以分配给变量并传递给其他函数(称为 高阶函数

将所有客户端代码包装在 window 对象上的 load 事件侦听器中是很常见的,这样仅在该页面准备就绪时才运行回调函数:

window.addEventListener('load', () => {
  //window loaded
  //do what you want
})

回调在任何地方都使用,而不仅仅在DOM事件中使用。

一个常见的例子是使用定时器:

setTimeout(() => {
  // runs after 2 seconds
}, 2000)

XHR请求也接受回调。在本示例中,通过将函数分配给属性,该函数在特定事件发生时将被调用(在本例中,请求状态发生了变化):

const xhr = new XMLHttpRequest()
xhr.onreadystatechange = () => {
  if (xhr.readyState === 4) {
    xhr.status === 200 ? console.log(xhr.responseText) : console.error('error')
  }
}
xhr.open('GET', 'https://yoursite.com')
xhr.send()

在回调中处理错误

你如何处理回调错误? 一个非常常见的策略是使用 Node.js 采用的办法:任何回调函数中的第一个参数是错误对象:error-first callbacks(错误优先的回调)

如果没有错误,则该对象为 null。 如果有错误,则包含错误的描述和其他信息。

fs.readFile('/file.json', (err, data) => {
  if (err !== null) {
    //handle error
    console.log(err)
    return
  }
  //no errors, process data
  console.log(data)
})

回调带来的问题

对于简单的情况,回调非常有用!

但是每个回调都会增加嵌套层级,当你有很多回调时,代码开始变得非常复杂,也就大家经常会听到的 “回调地狱” :

window.addEventListener('load', () => {
  document.getElementById('button').addEventListener('click', () => {
    setTimeout(() => {
      items.forEach(item => {
        //your code here
      })
    }, 2000)
  })
})

这只是一个简单的 4 层嵌套代码,但我已经看到了更多层级的嵌套,这并不好玩。

我们如何解决这个问题呢?

回调的替代方案

从 ES6 开始,JavaScript 引入了一些新功能,可以帮助我们不用回调就能处理异步代码:

  • Promises (ES6)
  • Async/Await (ES8)

这些将在后面的章节中单独介绍。


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