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JavaScript异步编程1——Promise的初步使用

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1. 概述

Promise对象是ES6提出的的异步编程的规范。说到异步编程,就不得不说说同步和异步这两个概念。

从字面意思理解同步编程的话,似乎指的是两个任务同步运行,如果这样理解就错了(至少笔者再没有接触到这个概念的时候有这种误解)。同步和异步指的是代码指定执行的顺序(结构化编程范式的执行顺序总是由上至下,由前往后的),如果执行的顺序与代码的相同,就是同步;如果不同,就是异步。

最初,操作系统都是基于命令行的,所有的的语言设计出来也天然是同步的语句,在这种情况下,也不需要异步编程。但是很快,图形操作界面就出来了,所有的程序设计语言都不得不跟GUI打交道了。我们必须了解的是,GUI程序是一个不停绘制的界面程序:

while(done) {     dosomething();     drawGUI(); } 

如果每个循环中执行的任务dosomething()的事件太长,就会导致界面迟迟得不到绘制命令,直观的表现就是卡顿。为了解决这个问题,使用JavaScript作为脚本的浏览器一般都会采用事件循环(Event Loop)的机制:

  1. 将耗时的行为规定为事件,事件与响应回调函数绑定。
  2. 每个循环,优先处理同步代码。
  3. 同步代码完成,按照先后顺序遍历事件。
  4. 在剩下的没有同步代码的循环中,依次执行事件的相应函数。

这样,在单线程的情况下,就修改了任务的执行顺序,实现了异步的机制。因为同步的行为总是很快完成及时进行了界面绘制,界面卡顿的现象也大为改善了。

事件循环机制将UI设备的输入输出规定为事件,实际上,耗时的行为非常多,但是一般都与IO相关,与IO相关的行为,JavaScript都提供了异步行为的代码。例如,这里要用的一个加载图片的实例。

2. 详论

首先准备一个HTML页面PromiseTest.html,在这个HTML页面中加载JS的脚本PromiseTest.js:

<!DOCTYPE html> <html>  <head>     <meta charset="utf-8">     <script src="./3rdParty/jquery-3.5.1.js"></script>     <title>样例</title> </head>  <body>     <div id = "container"> </div>     <script src="./PromiseTest.js"></script> </body>  </html> 

原生的JS的图像对象Image,是通过时间的形式来实现图像的异步加载的:

$(function () {         var img = new Image();     img.onload = function () {          $(img).appendTo($('#container'));             };     img.src = "./img.jpg";     }); 

为Image的事件句柄onload,添加一个相应函数,当图像装载完成之后,就将装载好的Image添加到HTML页面的某个div元素子节点下。通过浏览器打开这个页面,会直接显示对应地址的图片。

这个JS脚本当然也可以通过Promise来改写:

$(function () {         function getImg(uri){         return new Promise(function(resolve, reject){             var img = new Image();             img.onload = function () {                 resolve(img);             };             img.onerror = function () {                 reject(Error("Load Image Error!"));             }             img.src = uri;         });        }            var imgUri = "./img.jpg";     getImg(imgUri).then(function(img){         $(img).appendTo($('#container'));      }, function(error){         console.error("Failed!", error);     }) }); 

粗看起来,使用Promise,似乎使得程序显得更加复杂和繁复了。但是我们要深入理解Promise机制的内涵,这样设计并不是为了好玩。

  1. Promise对象代表的是一个预定要做、但是还未开始做的行为。既然是一个行为,当然得进行计划,并对行为结果做出规定:如果成功了,就执行resolve;如果失败了,就执行reject。一般我们可以定义一个function,并且返回一个Promise对象。
  2. 调用返回Promise对象的function,这样这个想要进行的行为就真正启动了。不过resolve和reject只是两个回调函数,那么就通过then方法来规定成功和失败对应的真正的处理函数。

可以看到,这样的设计看起来很繁复,但是却很像是一个同步行为:规定一个未完成行为对象,行为完成了如何处理,行为失败了又如何处理。而这也是Promise的目的:使得异步操作更像是一个同步的行为。

3. 参考

  1. 同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)
  2. 简述JS单线程异步实现原理
  3. JavaScript 运行机制详解:再谈Event Loop
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