JS异步编程 (1)
1.1 什么叫异步
异步(async)是相对于同步(sync)而言的，很好理解。
同步就是一件事一件事的执行。只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务。而异步比如：
setTimeout(function cbFn(){
console.log('learnInPro');
}, 1000);
console.log('sync things');
setTimeout就是一个异步任务，当JS引擎顺序执行到setTimeout的时候发现他是个异步任务，则会把这个任务挂起，继续执行后面的代码。直到1000ms后，回调函数cbFn才会执行，这就是异步，在执行到setTimeout的时候，JS并不会傻呵呵的等着1000ms执行cbFn回调函数，而是继续执行了后面的代码。
1.2 为啥要在JS中使用异步
由于javascript是单线程的，只能在JS引擎的主线程上运行的，所以js代码只能一行一行的执行，不能在同一时间执行多个js代码任务，这就导致如果有一段耗时较长的计算，或者是一个ajax请求等IO操作，如果没有异步的存在，就会出现用户长时间等待，并且由于当前任务还未完成，所以这时候所有的其他操作都会无响应。
1.3 那为啥JS不设计成多线程的
这主要跟javascript的历史有关，js最开始只是为了处理一些表单验证和DOM操作而被创造出来的，所以主要为了语言的轻量和简单采用了单线程的模式。多线程模型相比单线程要复杂很多，比如多线程需要处理线程间资源的共享问题，还要解决状态同步等问题。
如果JS是多线程的话，当你要执行往div中插入一个DOM的操作的同时，另一个线程执行了删除这个div的操作，这个时候就会出现很多问题，我们还需要为此增加锁机制等。
好，那么现在我们知道了单线程的JS为了不出现长时间等待的状况，会使用异步来处理。比如当执行一个ajax操作的时候，当js发出请求后，不会傻了吧唧的在那里等着服务器数据返回，而是去继续执行后面的任务，等到服务器数据返回以后再通知js引擎去处理。
那么常见的异步模式有哪些呢？
- 回调函数
- 事件监听
- 发布/订阅模式（又称观察者模式）
- promise
后来ES6中，引入了
Generator函数；ES7中，async/await更是将异步编程带入了一个全新的阶段。
这些异步模式我们会在后面详细来说，这里我们有个概念就好。
1.4 JS如何实现异步
具体JS是如何实现异步操作的呢？
答案就是JS的事件循环机制(Event Loop)。
具体来说：
当JS解析执行时，会被引擎分为两类任务，同步任务（synchronous） 和 异步任务（asynchronous）。
对于同步任务来说，会被推到执行栈按顺序去执行这些任务。
对于异步任务来说，当其可以被执行时，会被放到一个 任务队列（task queue） 里等待JS引擎去执行。
当执行栈中的所有同步任务完成后，JS引擎才会去任务队列里查看是否有任务存在，并将任务放到执行栈中去执行，执行完了又会去任务队列里查看是否有已经可以执行的任务。这种循环检查的机制，就叫做事件循环(Event Loop)。
对于任务队列，其实是有更细的分类。其被分为 微任务（microtask）队列 & 宏任务（macrotask）队列
宏任务: setTimeout、setInterval等，会被放在宏任务（macrotask）队列。
微任务: Promise的then、Mutation Observer等，会被放在微任务（microtask）队列。
Event Loop的执行顺序是：
- 首先执行执行栈里的任务。
- 执行栈清空后，检查微任务（microtask）队列，将可执行的微任务全部执行。
- 取宏任务（macrotask）队列中的第一项执行。
- 回到第二步。
注意： 微任务队列每次全执行，宏任务队列每次只取一项执行。
我们举个例子：
setTimeout(() => {
console.log('我是第一个宏任务');
Promise.resolve().then(() => {
console.log('我是第一个宏任务里的第一个微任务');
});
Promise.resolve().then(() => {
console.log('我是第一个宏任务里的第二个微任务');
});
}, 0);
setTimeout(() => {
console.log('我是第二个宏任务');
}, 0);
Promise.resolve().then(() => {
console.log('我是第一个微任务');
});
console.log('执行同步任务');
最后的执行结果是：
- // 执行同步任务
- // 我是第一个微任务
- // 我是第一个宏任务
- // 我是第一个宏任务里的第一个微任务
- // 我是第一个宏任务里的第二个微任务
- // 我是第二个宏任务
1.5 JS异步编程模式
这里我们已经知道了JS中异步的运行机制，我们翻回头来详细的了解一下常见的各种异步的编程模式。
- 回调函数
- 事件监听
- 发布/订阅模式
- Promise
- Generator
- async/await
1.5.1 回调函数
回调函数是异步操作最基本的方法。
比如：我有一个异步操作(asyncFn)，和一个同步操作(normalFn)。
function asyncFn() {
setTimeout(() => {
console.log('asyncFn');
}, 0)
}
function normalFn() {
console.log('normalFn');
}
asyncFn();
normalFn();
// normalFn
// asyncFn
如果按照正常的JS处理机制来说，同步操作一定发生在异步之前。如果我想要将顺序改变，最简单的方式就是使用回调的方式处理。
function asyncFn(callback) {
setTimeout(() => {
console.log('asyncFn');
callback();
}, 0)
}
function normalFn() {
console.log('normalFn');
}
asyncFn(normalFn);
// asyncFn
// normalFn
1.5.2 事件监听
另一种思路是采用事件驱动模式。这种思路是说异步任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。
比如一个我们注册一个按钮的点击事件或者注册一个自定义事件，然后通过点击或者trigger的方式触发这个事件。
1.5.3 发布/订阅模式（又称观察者模式）
这个重点讲下，发布/订阅模式像是事件监听模式的升级版。
在发布/订阅模式中，你可以想象存在一个消息中心的地方，你可以在那里“注册一条消息”，那么被注册的这条消息可以被感兴趣的若干人“订阅”，一旦未来这条“消息被发布”，则所有订阅了这条消息的人都会得到提醒。
这个就是发布/订阅模式的设计思路。接下来我们一点一点实现一个简单的发布/订阅模式。
首先我们先实现一个消息中心。
// 先实现一个消息中心的构造函数，用来创建一个消息中心
function MessageCenter(){
var _messages = {}; // 所有注册的消息都存在这里
this.regist = function(){}; // 用来注册消息的方法
this.subscribe = function(){}; // 用来订阅消息的方法
this.fire = function(){}; // 用来发布消息的方法
}
这里一个消息中心的雏形就创建好了，接下来我们只要完善下regist，subscribe和fire这三个方法就好了。
function MessageCenter(){
var _messages = {};
// 对于regist方法，它只负责注册消息，就只接收一个注册消息的类型(标识)参数就好了。
this.regist = function(msgType){
// 判断是否重复注册
if(typeof _messages[msgType] === 'undefined'){
_messages[msgType] = []; // 数组中会存放订阅者
}else{
console.log('这个消息已经注册过了');
}
}
// 对于subscribe方法，需要订阅者和已经注册了的消息进行绑定
// 由于订阅者得到消息后需要处理消息，所以他是一个个的函数
this.subscribe = function(msgType, subFn){
// 判断是否有这个消息
if(typeof _messages[msgType] !== 'undefined'){
_messages[msgType].push(subFn);
}else{
console.log('这个消息还没注册过，无法订阅')
}
}
// 最后我们实现下fire这个方法，就是去发布某条消息，并通知订阅这条消息的所有订阅者函数
this.fire = function(msgType, args){
// msgType是消息类型或者说是消息标识，而args可以设置这条消息的附加信息
// 还是发布消息时，判断下有没有这条消息
if(typeof _messages[msgType] === 'undefined') {
console.log('没有这条消息，无法发布');
return false;
}
var events = {
type: msgType,
args: args || {}
};
_messages[msgType].forEach(function(sub){
sub(events);
})
}
}
这样，一个简单的发布/订阅模式就完成了，当然这只是这种模式的其中一种简单实现，还有很多其他的实现方式。
就此我们就可以用他来处理一些异步操作了。
var msgCenter = new MessageCenter();
msgCenter.regist('A');
msgCenter.subscribe('A', subscribeFn);
function subscribeFn(events) {
console.log(events.type, events.args);
}
// -----
setTimeout(function(){
msgCenter.fire('A', 'fire msg');
}, 1000);
// A, fire msg
我们在这篇文章里深入讲解了什么是异步，为什么要有异步以及在JS中引擎是如何处理异步的，后面我们讲解了几种异步编程模式并重点讲了下发布/订阅模式，
在下一章里面我们重点把另外几种异步编程模式Promise，Generator，async/await讲完。
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