Javascript异步编程

 这可能是个比较深的话题。何谓异步？

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笼统地说，异步在javascript就是延时执行。严格来说，javascript中的异步编程能力都是由BOM与DOM提供的，如setTimeout，XMLHttpRequest，还有DOM的事件机制，还有HTML5新增加的webwork, postMessage，等等很多。这些东西都有一个共同的特点，就是拥有一个回调函数，实现控制反转。由于控制反转是更深奥的问题，这里不想展开。不过有点可以确认的，回调函数的存在打断了原来的执行流程，让它们自行在适当的时机出现并执行，这是个非常便捷的模式。对比主动式的轮询，你就知它多么节能。在同步编程，代码基本上自上向下执行，在异步编程，一些代码就要写到回调函数中，如果代码之间存在依赖，回调函数套回调函数的情况也不少见，这种套嵌结构对以后的维护来说简直是地狱。还有一种我们不得不面对的情况，try...catch无法捕捉几毫秒之后发生的异常。另外，除了setTimeout外，异步编程基本上由事件机制承担的，它们的回调函数什么时候发生基本上都是未知数，可能由于后台发生系统级错误，无法再发出响应，或者，系统忙碌，一时半刻响应不过来，这两种情况我们也必需提供一个策略，中断这操作，也就是所谓的abort，这些都是异步编程的所要处理的课题。

 
 
 
    
  
  
  
  1. $.post("/foo.json", function (dataOfFoo) {//多层套嵌结构的Ajax回调
    2. 
  
  
  
  2.   $.post("/bar.json", function (dataOfBar) {
    3. 
  
  
  
  3.     $.post("/baz.json", function (dataOfBaz) {
    4. 
  
  
  
  4.       alert([dataOfFoo, dataOfBar, dataOfBaz]);
    5. 
  
  
  
  5.     });
    6. 
  
  
  
  6.   });
    7. 
  
  
  
  7. });
    8. 
  
  
  
  8. 
  
  
  
  9. function throwError(){
    10. 
  
  
  
  10.   throw new Error('ERROR');
    11. 
  
  
  
  11. }
    12. 
  
  
  
  12. 
  
  
  
  13. try{
    14. 
  
  
  
  14.   setTimeout(throwError, 3000);
    15. 
  
  
  
  15. } catch(e){
    16. 
  
  
  
  16.   alert(e);//这里的异常无法捕获
    17. 
  
  
  
  17. }
    18.

由于在javascript编程，随时都碰到这样的需求，因此实现相关轻捷的API是重中之重。正如上面所说，它只少要有以下功能，能储存一组回调函数（domReary,多投事件，特效），在特定时刻中执行所有回调函数，如果发生错误能触发相应的处理函数（负向回调），能中止整个操作，从中断处再起操作，如果要求更多，我们还想能从串行转向并行，由并行转入串行。可能有许多概念大家听不懂，是不是？但想弄个好的特效，这些都是必需的。如果玩过后端JS的人，一定听说过node.js，现在基本成为它的代名词了。路由派发，IO操作，都是异步的，事件驱动的，为了实现优雅的异步编程，大牛们忙得焦头烂额，一个个方案被提出来，如do.js. step.js, async.js, flow.js……，不是太鸡肋，就是无法应用于前端。因此我们需要一个适合于前端的方案。

有件事我们必需明白，你想到的，人家都早已研究过了，并且已给出解决方案。十大javascript框架之一，Mochikit，就从Python的Twisted库搞来Deferred，后来又给dojo学去，现在你们又看到，相同的东西又出现在jQuery1.5上了。不过，Mochikit的Deferred还有一个不为人知的分支，由日本大牛cho45搞出来（他同时也搞什么BigInt，跨浏览器Testing，名气紧随amachang、uupaa、edvakf、nanto之后），叫JSDeferred。先说dojo那派系的（包括jQuery）的Deferred，一直处于无敌状态，与Common.js搞出一套规范，什么promises，then，when都是那时制定，jQuer基本全盘接受。另一分支，cho45的JSDeferred，构思非常奇特，没有使用数组来装载回调函数，而是通过setTimeout,image.onload, postMessage等异步机制巧妙地把维护列队地工作道回浏览器自身，虽然有致命缺陷，但其易用性也被日本JS界所首肯，我的Deferred对象就从它的基本上发展过来的。Deferred这东西，我通常称之为异步列队，因为它们的确是需要两组由回调函接构成的队列，非常之形象。

在我们搬出异步列队之前，让我们看看普通的列队是怎么实现延迟的。

 
 
 
    
  
  
  
  1. var Queue = function(){
    2. 
  
  
  
  2.         this.list = []
    3. 
  
  
  
  3.       }
    4. 
  
  
  
  4.       Queue.prototype = {
    5. 
  
  
  
  5.         constructor:Queue,
    6. 
  
  
  
  6.         queue:function(fn) {
    7. 
  
  
  
  7.           this.list.push(fn)
    8. 
  
  
  
  8.           return this;
    9. 
  
  
  
  9.         },
    10. 
  
  
  
  10.         dequeue:function(){
    11. 
  
  
  
  11.          var fn = this.list.shift()||function(){};
    12. 
  
  
  
  12.          fn.call(this)
    13. 
  
  
  
  13.         }
    14. 
  
  
  
  14. }
    15.

这样调用它：

 
 
 
    
  
  
  
  1. var q = new Queue;
    2. 
  
  
  
  2.       q.queue(function(){
    3. 
  
  
  
  3.         log(1)
    4. 
  
  
  
  4.       }).queue(function(){
    5. 
  
  
  
  5.         log(2)
    6. 
  
  
  
  6.       }).queue(function(){
    7. 
  
  
  
  7.         log(3)
    8. 
  
  
  
  8.       });
    9. 
  
  
  
  9.       while(q.list.length){
    10. 
  
  
  
  10.         q.dequeune();
    11. 
  
  
  
  11. }
    12.

但这是同步，想异步，我们需要用setTimeout：

 
 
 
    
  
  
  
  1. var el = document.getElementById("test");
    2. 
  
  
  
  2. var q = new Queue();
    3. 
  
  
  
  3. q.queue(function(){
    4. 
  
  
  
  4.   var self = this;
    5. 
  
  
  
  5.   el.innerHTML = 1
    6. 
  
  
  
  6.   setTimeout(function(){
    7. 
  
  
  
  7.     self.dequeue()
    8. 
  
  
  
  8.   },1000);
    9. 
  
  
  
  9. }).queue(function(){
    10. 
  
  
  
  10.   var self = this;
    11. 
  
  
  
  11.   el.innerHTML = 2
    12. 
  
  
  
  12.   setTimeout(function(){
    13. 
  
  
  
  13.     self.dequeue()
    14. 
  
  
  
  14.   },1000);
    15. 
  
  
  
  15. }).queue(function(){
    16. 
  
  
  
  16.   var self = this;
    17. 
  
  
  
  17.   el.innerHTML = 3
    18. 
  
  
  
  18.   setTimeout(function(){
    19. 
  
  
  
  19.     self.dequeue()
    20. 
  
  
  
  20.   },1000);
    21. 
  
  
  
  21. }).dequeue()
    22.

如大家所见，这样写绝对不友好。我们需要把setTimeout整到Queue类中去，另对queue做一些修改，不要只弹出一个函数进行执行，通常情况下会对列队中的所有回调进行操作的，如domReay，多投事件。

 
 
 
    
  
  
  
  1. var Queue = function(){
    2. 
  
  
  
  2.   this.list = []
    3. 
  
  
  
  3. }
    4. 
  
  
  
  4. Queue.prototype = {
    5. 
  
  
  
  5.   constructor:Queue,
    6. 
  
  
  
  6.   queue:function(fn) {
    7. 
  
  
  
  7.     this.list.push(fn)
    8. 
  
  
  
  8.     return this;
    9. 
  
  
  
  9.   },
    10. 
  
  
  
  10.   wait:function(ms){
    11. 
  
  
  
  11.     this.list.push(ms)
    12. 
  
  
  
  12.     return this;
    13. 
  
  
  
  13.   },
    14. 
  
  
  
  14.   dequeue:function(){
    15. 
  
  
  
  15.     var self = this, list = self.list;
    16. 
  
  
  
  16.     var el = list.shift()||function(){};
    17. 
  
  
  
  17.     if(typeof el == "number"){
    18. 
  
  
  
  18.       setTimeout(function(){
    19. 
  
  
  
  19.         self.dequeue();
    20. 
  
  
  
  20.       },el);
    21. 
  
  
  
  21.     }else if(typeof el == "function") {
    22. 
  
  
  
  22.       el.call(this)
    23. 
  
  
  
  23.       if(list.length)
    24. 
  
  
  
  24.         self.dequeue();
    25. 
  
  
  
  25.     }
    26. 
  
  
  
  26.   }
    27. 
  
  
  
  27. }
    28.

Great，如果我们能自由控制每个回调的间隔，这对于做动画效果说，就变得非常简单了。但这Queue类相对我们最初定下的目标来说，还是差得远。Ajax，多投事件，domReay将统统划归于它的麾下，因此它需要用一些适用性更强的API。用过dojo的人也知，它的Deferred就像DNA的染色体一样，是双线的，可以捕捉不在同一时间线上的异常，而且这些列队不能像卫生筷那样用完一次就废了，这样就无法支撑多投事件的实现了。想要实现这些功能，就需要一个很复杂的东西，我将在第二部分隆重介绍我的异步列队，看它是如何优雅地解决这些问题。

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