JavaScript异步和单线程

一，同步和异步的区别：

同步会阻塞代码执行，而异步不会。（比如alert是同步，setTimeout是异步）

二，前端使用异步的场景：

1，定时任务：setTimeout，setInterval

2，网络请求：ajax请求，动态<img>加载

3，事件绑定

三，什么是单线程，和异步有什么关系

1，什么是单线程：只有一个线程，同一时间只能做一件事情，从上到下执行
例：

    // 循环执行期间，JS 执行和DOM渲染暂时卡顿
    var i, sum = 0;
    for(var i = 0; i < 1000000000; i++) {
        sum += 1;
    }
    console.log(sum);

    // alert 不处理，JS 执行和DOM渲染暂时卡顿
    alert('hello');
    console.log(2);

2，为什么是单线程：避免DOM渲染的冲突：

(1)，浏览器需要渲染DOM

(2)，JS可以修改DOM结构

(3)，JS执行的时候，浏览器DOM渲染会暂停

(4)，两段JS也不能同时执行

(5)，为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM。所以，这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质

 

3，JS单线程解决方案：异步

    console.log(100)
    setTimeout(function() {
        console.log(200)   //反正1000ms 之后执行
    },1000)                //先不管它，先让其他JS代码执行
    console.log(300);

var ajax = $.ajax({
        url: './data.json',
        success: function(result) {  //ajax加载完才执行
            console.log(result);     //先不管它，先让其他JS代码执行
        }
    })
    console.log(ajax) //{readyState: 1, getResponseHeader: ƒ, getAllResponseHeaders: ƒ, setRequestHeader: ƒ, overrideMimeType: ƒ, …}
    console.log(200); //200 

1，异步的问题：

问题一，没按照书写方式顺序执行，可读性差

问题二，callback中不容易模块化

四，什么是event-loop（异步方案的实现方式）

event-loop：事件轮询，JS实现异步的具体解决方案。

-同步代码，直接执行

-异步函数先放在 异步队列 中

-待同步函数执行完毕，轮询执行 异步队列 中的函数

（定时任务，网络请求，事件绑定）

例1:

例2:

例3:

五，jquery的Deferred

1， jQuery1.5的变化：使用jQuery Deferred，初步引入Promise概念。

（1）仍不会也无法改变js异步和单线程的本质

（2）只能从写法上杜绝callback这种形式

（3）它是一种语法糖形式，但是解耦了代码

（4）很好地体现：开放封闭原则（对扩展开放，对修改封闭）（多人开发协作不相互干扰，减少回归测试的成本）

    // jQuery1.5之前
    var ajax = $.ajax({
        url: './data.json',
        success: function(result) {
            console.log('success1');
            console.log('success2');
            console.log('success3');
        },
        error:function(){
            console.log('error');
        }
    })
    console.log(ajax) //返回一个XHR对象

    // jquery1.5之后
    var ajax = $.ajax('./data.json');
    ajax.done(function() {
            console.log('success1');
        })
        .fail(function() {
            console.log('error1');
        })
        .done(function() {
            console.log('success2')
        })
    console.log(ajax); //返回一个deferred对象,可以进行链式操作

    // 还可以使用很像promise写法
    var ajax = $.ajax('./data.json');
    ajax.then(function(){
        console.log('success1');
    },function(){
        console.log('error1');
    }).then(function(){
        console.log('success2');
    },function(){
        console.log('error2');
    })

2，jQuery Deferred应用

看一个简单的例子：

   // 给出一段非常简单的异步操作代码，使用setTimeout函数
    var wait = function() {
        var task = function() {
            console.log('执行完成');
            // 1
            // 2
            // 3
        }
        setTimeout(task, 1000)
    }
    wait()
    // 新增需求：要在执行完成之后进行某些特别复杂的操作，代码可能会很多，而且分好几个步骤

使用Deferred：（开放封闭原则）

   function waitHandler() {
        // 定义
        var dtd = $.Deferred(); //创建一个deferred对象
        var wait = function(dtd) { //要求传入一个deferred对象
            var task = function() {
                console.log('执行完成');
                // 成功
                dtd.resolve(); //表示异步任务已经完成
                // 失败
                // dtd.reject();  //表示异步任务失败或出错
            }
            setTimeout(task, 1000)
            // wait返回
            return dtd; //要求返回deferred对象
        }
        // 最终返回  注意这里一定要有返回值
        return wait(dtd);
    }

    var w = waitHandler();
    w.then(function() {
        console.log('ok1');
    }, function() {
        console.log('err1');
    }).then(function() {
        console.log('ok2');
    }, function() {
        console.log('err2');
    })

    // 还有 w.done  w.fail

执行reject

  function waitHandler() {
        // 定义
        var dtd = $.Deferred(); //创建一个deferred对象
        var wait = function(dtd) { //要求传入一个deferred对象
            var task = function() {
                console.log('执行完成');
                // 成功
                // dtd.resolve(); //表示异步任务已经完成
                // 失败
                dtd.reject(); //表示异步任务失败或出错
            }
            setTimeout(task, 1000)
            // wait返回
            return dtd; //要求返回deferred对象
        }
        // 最终返回  注意这里一定要有返回值
        return wait(dtd);
    }

    var w = waitHandler();
    w.then(function() {
        console.log('ok1');
    }, function() {
        console.log('err1');
    })
    w.then(function() { //reject需要分开，不然执行顺序就错啦
        console.log('ok2');
    }, function() {
        console.log('err2');
    }) 

这里注意一个原则：开放封闭原则

总结，dtd的API可分成两类，用意不同

第一类（主动执行）：dtd.resolve dtd.reject
第二类（监听）：dtd.then dtd.done dtd.fail
这两类应该分开，否则后果很严重
可在上面代码最后执行dtd.reject()试下结果

使用dtd.promise()

  function waitHandler(){
        var dtd = $.Deferred();//Deferred 
        var wait = function(dtd) {
            var task = function(){
                console.log('执行完成');
                dtd.resolve();
            }
            setTimeout(task,2000);
            return dtd.promise();//注意，这里返回的是promise，而不是直接返回deferred对象
        }
        return wait(dtd);
    }
    var w = waitHandler();//经过上面的改动，w接收的就是一个promise对象
    $.when(w)
    .then(function(){
        console.log('ok1');
    })
    .then(function(){
        console.log('ok1');
    })
    w.reject()//执行这句会报错 w.reject is not a function  promise不能使用，只有监听的方法了,使用者只能监听，开发人员封装的时候才能用

 说明promise和deferred区别: promise只能被动监听，不能主动执行

六，Promise的基本使用和原理

1，基本语法回顾（备注：现在高级浏览器基本都支持promise，如果有些不支持，可以在cdn上找，引入 bluebird ）

<script src="https://cdn.bootcss.com/bluebird/3.5.1/bluebird.min.js"></script>

   function loadImg(src) {
        const promise = new Promise(function(resolve, reject) { //new Promise实例
            var img = document.createElement('img');
            img.src = src;

            img.onload = function() {
                resolve(img);
            }
            img.onerror = function() {
                reject('图片加载失败');
            }
        });
        return promise; //返回 Promise实例
    }
    var src = "https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png";
    var result = loadImg(src); //Promise实例
    result.then(function(img) { //then监听结果,成功时执行resolve(), 失败时执行reject()
        console.log(1, img.width); //1 164
        return img;
    }, function(img) {
        console.log('failed');
        return img;
    }).then(function(img) {
        console.log(2, img.height) //2 36
    })

2，异常捕获

    // 规定：then只接受一个参数(成功的处理函数），最后统一用catch捕获异常
    // var src = "https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png";
    var src = "https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo_1.png";//写一个不存在的地址
    var result = loadImg(src);
    result.then(function(img) {
        console.log(img.width);
        return img;
    }).then(function(img) {
        console.log(img.height);
    }).catch(function(ex) {
        // 最后统一用catch捕获异常
        console.log(ex); //图片加载失败  (logo_1.png:1 GET https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo_1.png 404 (Not Found))
    })

自定义错误：

function loadImg(src) {
        const promise = new Promise(function(resolve, reject) { //new Promise实例
            var img = document.createElement('img');
            // 模拟抛出错误 模拟语法错误，逻辑之外的bug
            throw new Error('自定义错误');
            img.src = src;

            img.onload = function() {
                resolve(img);
            }
            img.onerror = function() {
                reject('图片加载失败');
            }
        });
        return promise; //返回 Promise实例
    }

     // 规定：then只接受一个参数(成功的处理函数），最后统一用catch捕获异常
    var src = "https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png";
    // var src = "https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo_1.png"; //写一个不存在的地址
    var result = loadImg(src);
    result.then(function(img) {
        console.log(img.width);
        return img;
    }).then(function(img) {
        console.log(img.height);
    }).catch(function(ex) {
        // 最后统一用catch捕获异常
        console.log(ex); 
    })

3，多个串联

   // 多个串联 图片只是用来模拟，实际可能更多的不是用图片，比如处理用户信息啥的，加载用户信息的时候，先拿到用户信息，再去处理其他信息等
    var src1 = 'https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png';
    var result1 = loadImg(src1);
    var src2 = 'https://img.mukewang.com/user/57b98e990001351004400440-100-100.jpg';
    var result2 = loadImg(src2);

    // 链式操作
    result1.then(function(img1) {
        console.log('第一个图片加载完成', img1.width);
        return result2; //重要！！！
    }).then(function(img2) {
        console.log('第二个图片加载完成', img2.width);
    }).catch(function(ex) {
        // 最后统一用catch捕获异常
        console.log(ex);
    })

4，Promise.all （全部promise实例完成后） 和 Promise.race （只要有一个promise实例完成）

   // Promise.all 接收一个包含多个promise实例的数组，待全部完成之后，统一执行success
    var src1 = 'https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png';
    var result1 = loadImg(src1); //pending
    var src2 = 'https://img.mukewang.com/user/57b98e990001351004400440-100-100.jpg';
    var result2 = loadImg(src2);
    Promise.all([result1, result2]).then(datas => {
        // 接收到的datas是一个数组，依次包含了多个promise返回的内容
        console.log('all', datas[0]); //all <img src=​"https:​/​/​shared-https.ydstatic.com/​dict/​v2016/​result/​logo.png">​
        console.log('all', datas[1]); //all <img src=​"https:​/​/​img.mukewang.com/​user/​57b98e990001351004400440-100-100.jpg">​
    })

Promise.race （只要有一个promise实例完成）

    // Promise.race 接收一个包含多个promise实例的数组
    // 只要有一个完成，就执行success
    Promise.race([result1, result2]).then(data => {
        // data即最先执行完成的promise的返回值
        console.log('race', data); //race <img src=​"https:​/​/​shared-https.ydstatic.com/​dict/​v2016/​result/​logo.png">​
    })

promise标准

1，关于“标准”的闲谈

任何技术推广使用都需要一套标准来支撑 
如html css js等，无规矩不成方圆
任何不符合标准的东西，终将会被用户抛弃
不要挑战标准，不要自造标准

2，状态变化

三种状态：pending fulfilled rejected
pending:   初始状态
fulfilled： 成功
rejected：失败

pending到fulfilled，或者pending到rejected，状态不可逆

3，then

Promise实例必须实现then方法
then（）必须可以接收两个函数作为参数
then（）返回的必须是一个Promise实例
如果then中没有返回promise实例，则默认返回的是上一个promise实例，如果返回了一个promise实例，那就默认为返回的promise实例

七，async／await（和promise区别、联系等）（babel已经支持，koa也已经支持）

1，then只是将callback拆分了

    // then只是将callback拆分了
    var w = waitHandler();
    w.then(function() {
        console.log('ok1');
    }, function() {
        console.log('err1');
    }).then(function() { 
        console.log('ok2');
    }, function() {
        console.log('err2');
    })

2，async/await是最直接的同步写法

   // async/await是最直接的同步写法
    const load = async function() {
        const result1 = await loadImg(src1);
        console.log(result1);
        const result2 = await loadImg(src2);
        console.log(result2);
    }
    load()

完整的：

    import 'babel-polyfill'; //引入babel-polyfill 

    // async/await是最直接的同步写法
    function loadImg(src) {
        const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
            var img = document.createElement('img');
            img.src = src;

            img.onload = function() {
                resolve(img);
            }
            img.onerror = function() {
                reject('图片加载失败');
            }
        });
        return promise;
    }
    var src1 = 'https://shared-https.ydstatic.com/dict/v2016/result/logo.png';
    var src2 = 'https://img.mukewang.com/user/57b98e990001351004400440-100-100.jpg';
    // async/await是最直接的同步写法
    const load = async function() { //函数必须用async标识
        const result1 = await loadImg(src1); //await后面跟的是一个Promise实例
        console.log(result1);
        const result2 = await loadImg(src2); //await后面跟的是一个Promise实例
        console.log(result2);
    }
    load()

用法：
要在函数体内使用await，函数必须用async标识
await后面跟的是一个Promise实例
需要安装babel-polyfill

npm i --save-dev babel-polyfill 

3，总结

使用了Promise，并没有和Promise冲突
完全是同步的写法，再也没有回调函数
但是：改变不了js单线程，异步的本质

 

八，当前 JS 解决异步的方案总结

1，jquery Deferred
2，Promise
3，Async／await