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[S3-E392]Generator:同步代码书写异步情怀

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发表于 2017-7-28 03:04:18 | 显示全部楼层 |阅读模式


前言:ES6在2015年6月正式发布,它带给js带来许多新特性,其中一个就是Generator,虽然其它语言如python早就有了,但js的Generator和它们的还是有点不一样的,js的Generator重点在解决异步回调金字塔问题,巧妙的使用它可以写出看起来同步的代码。


我们都知道js跟其它语言相比,最大的特性就是异步,所以当我们要取异步取一个文件内容时,一般我们会这样写


$.get('http://youzan.com/test.txt', function(data){

    console.log(data);

})

如果取完A文件后又要再取B文件:


$.get('http://youzan.com/A.txt', function(a){

    $.get('http://youzan.com/B.txt', function(b){

        console.log(b);

    }

}

再取一个C文件可能这样写:


$.get('http://youzan.com/A.txt', function(a){

    $.get('http://youzan.com/B.txt', function(b){

        $.get('http://youzan.com/C.txt', function(c){

            console.log(c);

        }

    }

}

当有更多的异步操作,业务逻辑更为的复杂时,按上面的写法维护时心中肯定要骂娘了。那有没有更好一点的写法呢?在Generator出来之前可以使用promise实现,虽然说promise也是es6的一部分,es6标准未出之前已经有很多ployfill出来了。


$.get('http://youzan.com/A.txt')

    .done(function(a){

        return $.get('http://youzan.com/B.txt');

    })

    .done(function(b){

        return $.get('http://youzan.com/C.txt');

    })

    .done(function(c){

        console.log(c);

    })

promise的实现要比上面嵌套回调要优雅许多,但也可以一眼看出异步回调的身影。目前js有很多框架要致力解决js金字塔回调,让异步代码书写的逻辑更为清晰,如async, wind.js, promise, deffer。这些框架都有自己的一些约定,如async是以数组形式来写,promise是以回调参数方式,但它们都不能做到像写c或java那样第一行open一个file,然后第二行马上读取,来看看最新的Generator是怎么做的:


co(function* (){

    var a = yield $.get('http://youzan.com/A.txt');

    var b = yield $.get('http://youzan.com/B.txt');

    var c = yield $.get('http://youzan.com/C.txt');

    console.log(c);

})

上面代码使用了co框架包裹,里面一个Generator,从书写上看它已经和其它同步语言差不多。写了多年的异步看到上面代码是不是感觉不可思义呢?这就是Generator带来的可喜之处,其实es6还更多的新东西等着你发现。下面来了详细了解一下Generator。


Generator是什么

Generator是生成器的意思,它是一种可以从中退出并在之后重新进入的函数。生成器的环境(绑定的变量)会在每次执行后被保存,下次进入时可继续使用。生成器其实在其它语言很早就有了,比如python、c#,但与python不同的是js的generator更多的是提供一种异步解决方案。


Generator使用function*来定义,内部有yield关键字,next方法控制内部执行流程,每执行到一个yield语句就会中断,并返回一个迭代值,下次执行时从yield的下一个语句继续执行。一个生成器只能执行一次。


一个简单的定义如下:


function* hello() {

   var a = 'b'

   yield 'a';

   return a;

}


var gen = hello();

console.log(gen);

// => hello {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: undefined}

console.log(gen.next())

// => {value: "a", done: false}

console.log(gen.next())

// => {value: "b", done: true}

上面代码通过调用hello(),产生了一个生成器,内部代码没有执行。调用next方法执行到yield后暂停,内部环境被保存,next执行返回一个对象,value为yield的执行结果,done表示迭代器是否完成。当迭代器完成后,done为true,value为return的值,继续执行next,value将为undefined


Generator执行原理

回到开头的例子,Generator给我们提供了直观的写法来处理异步回调,它让代码逻辑非常清晰。来了解一下Generator内部的一些原理


function* hello() {

   yield 'a';

   return 'b';

}

var gen = hello();

console.log(gen);

// => hello {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: undefined}


使用chrome工具查看对象内容,可发现里面有next和throw方法。


当我们执行next方法时,发现其返回了一个对象:


对象含有value和done两个字段,value为yield 'a'的返回值,即为'a',done表示generator的状态,为true时表示执行完成。再执行next方法时,可以看到done的值已经为true了,而且value的值为return的值。


查看gen自身内部的状态,可以看到GeneratorStatus已经为closed了


综上可以得出Generator是通过调用next方法来控制执行流程,当遇到yield语句时暂停执行。next方法返回一个对像{value: 'yield', done: false},value存储的yield 执行结果,done表示迭代器是否执行完成。


通过上面的了解貌似generator并没有太大卵用,不能如所说的用同步情怀书写异步代码。上面漏了很重要的一点就是yield的返回值及next的参数。看下面一段代码:


function* hello() {

  var ret = yield 'a';

  console.log(ret);

}

然后过程如下一下:


从上面执行过程可以看到,ret与第二个next的参数值一样,这是Generator的传值方式。yield的返回值就是next的参数,第一个next由于执行到yield语句之前就暂停了,所以参数b没有用。


这里也提一下上面出现的throw方法。


在generator中使用gen.throw('error')来抛出异常。当出现异常后,迭代中止,再次执行gen.next()时,将返回{value: undefined, done: true};


使用try catch可捕获gen.throw出来的异常。


Generator自动执行封装

至此对generator了解的也差不多了,但貌似使用它来写代码感觉挺变扭的,因为你要不停的next,如果有一个函数能自动执行generator函数就好了。就像之前提到的代码:


co(function* (){

    var a = yield $.get('http://youzan.com/A.txt');

    var b = yield $.get('http://youzan.com/B.txt');

    var c = yield $.get('http://youzan.com/C.txt');

    console.log(c);

})

上面提到的Generator内部原理可以总结出,right这边执行后的结果放到value里,next的参数放到了left这边。为了让right这边执行后的结果放到left,那right就得返回一个function,传一个callback进行,然后在callback里执行next方法。通过了角Generator的数据传递过程就可以写出一个简易版的co来自动执行next方法,以达到上面代码效果:


function co(genFunc) {

  var gen = genFunc();


  var next = function(value){

     var ret = gen.next(value);

     if (!ret.done) {

       ret.value(next);

     }

  }


  next();

}


function getAFromServer(url){

    /*

     *do something sync

     */

    return function(cb) {

       /*

        *do something async

        */ 

       var a = 'data A from server';

       cb(a);    // 返回读到的内容

    }

}


function getBFromServer(url){

    /*

     *do something sync

     */

    return function(cb) {

       /*

        *do something async

        */ 

       var b = 'data B from server';

       cb(b);    // 返回读到的内容

    }

}


co(function* (){

  var ret = yield getFromSever('url of A');

  console.log(ret);  // 输出  data A from server

  var retB = yield getFromSever('url of B');

  console.log(retB);  // 输出  data B from server

})

上面的co就是一个非常简单的自动执行generator next的函数,且right这边的值能正确传到left,唯一的要求是getA的写法必须trunk的写法。像我们使用nodejs的一些异步api,可使用trunkify来转成trunk形式。


在co内部主要靠next来实现循环,靠外部cb()来驱动运行。大体流程如下:



了解了co原理,那就可以把它做得更强大一些,如支持Promise,支持nodejs写法的异常处理。这个可以参考co, trunks的代码。


支持情况

根据这个ECMAScript 6 compatibility table的资料显示,目前已经有如下平台可以支持:

Chrome 35+ (about://flags中开启)
Firefox 31+ (默认开启)
nodejs harmony
nodejs 0.11+

参考资料

https://developer.mozilla.org...*
http://es6.ruanyifeng.com/#do...
http://kangax.github.io/compa...
http://www.slideshare.net/Ram...


转自:https://segmentfault.com/a/1190000010354158

作者:有赞前端


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