前言
最近在看Node设计模式之异步编程的顺序异步迭代，简单的实现如下：
function series(tasks, callback) {
let results = [];
function iterate(index) {
if (index === tasks.length) {
return finish();
}
const task = tasks[index];
task(function(err, res) {
results.push(res);
iterate(index + 1);
});
}
function finish() {
// 迭代完成的操作
callback(null, results);
}
iterate(0);
}
series(
[
callback => {
setTimeout(function() {
console.log(456);
callback(null, 1);
}, 500);
},
callback => {
console.log(123);
callback(null, 2);
}
],
function(err, results) {
console.log(results);
}
);
// 456
// 123
// [1, 2]
而async库是一个非常流行的解决方案，在Node.js和JavaScript中来说，用于处理异步代码。它提供了一组功能，可以大大简化不同配置中一组任务的执行，并为异步处理集合提供了有用的帮助。
async库可以在实现复杂的异步控制流程时大大帮助我们，但是一个难题就是选择正确的库来解决问题。例如，对于顺序执行，有大约20个不同的函数可供选择。
好奇心起来，就想看看一个成熟的库跟我们简单实现的代码区别有多大。
series
按顺序运行任务集合中的函数，每个函数在前一个函数完成后运行。如果系列中的任何函数将错误传递给其回调函数，则不会运行更多函数，并立即使用错误值调用回调函数。否则，回调会在任务完成时收到一系列结果。
const async = require('async');
async.series({
one: function(callback) {
setTimeout(function() {
callback(null, 1);
}, 200);
},
two: function(callback){
setTimeout(function() {
callback(null, 2);
}, 100);
}
}, function(err, results) {
console.log(results);
// results is now equal to: {one: 1, two: 2}
});
我们来看看源码，找到series方法，可以看到：
function series(tasks, callback) {
_parallel(eachOfSeries, tasks, callback);
}
除了我们自己传的两个参数以外，默认还传了一个eachOfSeries，接着往下看：
function _parallel(eachfn, tasks, callback) {
// noop：空的函数
callback = callback || noop;
// isArrayLike：检查'value'是否与array相似
var results = isArrayLike(tasks) ? [] : {};
eachfn(tasks, function (task, key, callback) {
// wrapAsync：包装成异步
wrapAsync(task)(function (err, result) {
if (arguments.length > 2) {
result = slice(arguments, 1);
}
results[key] = result;
callback(err);
});
}, function (err) {
callback(err, results);
});
}
这里我们可以看到，_parallel方法其实就是eachOfSeries方法的调用。
先解释一下eachOfSeries这三个参数：
- 第一个参数就是要执行的函数的集合。
- 第二个参数可以看成每个函数的执行（wrapAsync可以先忽略掉，直接看成这一个函数）。
- 第三个参数就是所有函数执行完后的回调。
让我们来看看eachOfSeries是如何的实现：
var eachOfSeries = doLimit(eachOfLimit, 1);
function eachOfLimit(coll, limit, iteratee, callback) {
_eachOfLimit(limit)(coll, wrapAsync(iteratee), callback);
}
function doLimit(fn, limit) {
return function (iterable, iteratee, callback) {
return fn(iterable, limit, iteratee, callback);
};
}
我们把上面进行转换，这样看起来更明了些：
var eachOfSeries = function(iterable, iteratee, callback) {
return _eachOfLimit(1)(iterable, wrapAsync(iteratee), callback);
};
Soga，最终就是调用_eachOfLimit完成的：
// limit：一次异步操作的最大数量，传1可以看成串行，一个函数执行完才进行下一个
function _eachOfLimit(limit) {
return function (obj, iteratee, callback) {
// once：函数只运行一次
callback = once(callback || noop);
if (limit <= 0 || !obj) {
return callback(null);
}
// iterator：迭代器，有根据类型分类，这边简单拿数组迭代器createArrayIterator来分析
var nextElem = iterator(obj);
var done = false;
var running = 0;
var looping = false;
function iterateeCallback(err, value) {
running -= 1;
if (err) {
done = true;
callback(err);
}
else if (value === breakLoop || (done && running <= 0)) {
done = true;
return callback(null);
}
else if (!looping) {
replenish();
}
}
function replenish () {
looping = true;
while (running < limit && !done) {
var elem = nextElem();
if (elem === null) {
done = true;
if (running <= 0) {
callback(null);
}
return;
}
running += 1;
// onlyOnce：函数只运行一次
iteratee(elem.value, elem.key, onlyOnce(iterateeCallback));
}
looping = false;
}
// 递归
replenish();
};
}
function once(fn) {
return function() {
if (fn === null) return;
var callFn = fn;
fn = null;
callFn.apply(this, arguments);
};
}
// 闭包大法，拿取集合中的函数
function createArrayIterator(coll) {
var i = -1;
var len = coll.length;
return function next() {
return ++i < len ? {value: coll[i], key: i} : null;
}
}
终于，看到series的真身了。实现其实就是replenish()的递归大法。因为要实现串行，所以在replenish()中控制running数为1，取出集合中一个函数执行，然后回调iterateeCallback()，running数减1，再调用replenish()，这样就能控制每个函数在前一个函数完成后运行。
说起来这流程还是比较简单，但是在异步编程里还是不太好理解，我们先来了解一下js执行机制，再举一个例子来看：
js执行机制
- 同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。
- 当指定的事情完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue。
- 主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
- 上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)。
普通版
function a() {
setTimeout(function() {
console.log(456);
}, 500);
}
function b() {
console.log(123);
}
function c() {
setTimeout(function() {
console.log(789);
}, 0);
}
a();
b();
c();
// 123
// 789
// 456
按顺序执行可以看到
- a()中setTimeout进入Event Table，注册回调函数。
- b()，执行console.log(123)。
- c()中setTimeout进入Event Table，注册回调函数。
- c()中setTimeout先完成，回调函数进入Event Queue。
- c()中setTimeout 500ms后完成，回调函数进入Event Queue。
- 主线程从Event Queue读取回调函数并执行。
series版
const async = require('async');
async.series(
[
callback => {
setTimeout(function() {
console.log(456);
callback(null, 1);
}, 500);
},
callback => {
console.log(123);
callback(null, 2);
},
callback => {
setTimeout(function() {
console.log(789);
callback(null, 3);
}, 0);
}
],
function(err, results) {
console.log(results);
}
);
// 456
// 123
// 789
// [ 2, 1, 3 ]
按我自己的理解，主线程和Event Loop都执行完称为一轮：
-
第一轮
- 按照上面流程，主线程走到_eachOfLimit()，调用replenish()。根据while循环（运行数running < 一次异步操作的最大数量 limit），running += 1，进入集合中第一个函setTimeout数的调用，setTimeout进入Event Table，注册回调函数。
- 回到while循环，running=limit，结束循环，结束主线程。
- setTimeout事件完成，回调函数进入Event Queue。
- 主线程从Event Queue读取回调函数并执行，回调iterateeCallback，running -= 1，调用replenish()。
-
第二轮
- 重复第一轮。只要的区别在于集合中的第二个函数是同步的，所有是主线程一路执行下来。
-
第三轮
- 重复第一轮。
-
第四轮
- 集合中的三个函数已经都执行完了，通过iterator()闭包拿到是null，回调最终结果。
wrapAsync
function wrapAsync(asyncFn) {
return isAsync(asyncFn) ? asyncify(asyncFn) : asyncFn;
}
var supportsSymbol = typeof Symbol === 'function';
function isAsync(fn) {
return supportsSymbol && fn[Symbol.toStringTag] === 'AsyncFunction';
}
wrapAsync()先判断是否异步函数，如果是es7 Async Functions的话调用asyncify，否则返回原函数。
function asyncify(func) {
return initialParams(function (args, callback) {
var result;
try {
result = func.apply(this, args);
} catch (e) {
return callback(e);
}
// if result is Promise object
if (isObject(result) && typeof result.then === 'function') {
result.then(function(value) {
invokeCallback(callback, null, value);
}, function(err) {
invokeCallback(callback, err.message ? err : new Error(err));
});
} else {
callback(null, result);
}
});
}
var initialParams = function (fn) {
return function (/*...args, callback*/) {
var args = slice(arguments);
var callback = args.pop();
fn.call(this, args, callback);
};
};
采用同步功能并将其设置为异步，并将其返回值传递给回调函数。如果传递给asyncify的函数返回一个Promise，则该Promise的resolved/rejected状态将用于调用回调，而不仅仅是同步返回值。
总结
平日用惯async-await、promise，用起来简单，但也导致缺少思考。而尝试用原生js去模拟，阅读源码，却能带来更多的收获。
github地址，喜欢的支持star一下，Thanks♪(･ω･)ﾉ。
