面试官问 async、await 函数原理是在问什么?

这周看的是 co 的源码,我对 co 比较陌生,没有了解和使用过。因此在看源码之前,我希望能大概了解 co 是什么,解决了什么问题。
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 1. 前言

这周看的是 co 的源码,我对 co 比较陌生,没有了解和使用过。因此在看源码之前,我希望能大概了解 co 是什么,解决了什么问题。

2. 简单了解 co

先看了 co 的 GitHub,README 是这样介绍的:

Generator based control flow goodness for nodejs and the browser, using promises, letting you write non-blocking code in a nice-ish way.

看起来有点懵逼,又查了一些资料,大多说 co 是用于 generator 函数的自动执行。generator 是 ES6 提供的一种异步编程解决方案,它最大的特点是可以控制函数的执行。

2.1 关于 generator

说到异步编程,我们很容易想到还有 promise,async 和 await。它们有什么区别呢?先看看 JS 异步编程进化史:callback -> promise -> generator -> async + await

JS 异步编程

再看看它们语法上的差异:

CallbackPromiseGeneratorasync + await + Promise
ajax(url, () => {})Promise((resolve,reject) => { resolve() }).then()function* gen() { yield 1}async getData() {  await fetchData() }

关于 generator 的学习不在此篇幅详写了,需要了解它的概念和语法。

3. 学习目标

经过简单学习,大概明白了 co 产生的背景,因为 generator 函数不会自动执行,需要手动调用它的 next() 函数,co 的作用就是自动执行 generator 的 next() 函数,直到 done 的状态变成 true 为止。

那么我这一期的学习目标:

1)解读 co 源码,理解它是如何实现自动执行 generator

2)动手实现一个简略版的 co

4. 解读 co 源码

co 源码地址:https://github.com/tj/co

4.1 整体架构

从 README 中,可以看到是如何使用 co : 

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co(function* () {    var result = yield Promise.resolve(true);    return result;  }).then(function (value) {    console.log(value);  }, function (err) {    console.error(err.stack);  });
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从代码可以看到它接收了一个 generator 函数,返回了一个 Promise,这部分对应的源码如下。 

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function co(gen) {    var ctx = this;    // 获取参数    var args = slice.call(arguments, 1);    // 返回一个 Promise    return new Promise(function(resolve, reject) {      // 把 ctx 和参数传递给 gen 函数      if (typeof gen === 'function') gengen = gen.apply(ctx, args);      // 判断 gen.next 是否函数,如果不是直接 resolve(gen)      if (!gen || typeof gen.next !== 'function') return resolve(gen);      // 先执行一次 next      onFulfilled();      // 实际上就是执行 gen.next 函数,获取 gen 的值      function onFulfilled(res) {        var ret;        try {          ret = gen.next(res);        } catch (e) {          return reject(e);        }        next(ret);        return null;      }      // 对 gen.throw 的处理      function onRejected(err) {        var ret;        try {          ret = gen.throw(err);        } catch (e) {          return reject(e);        }        next(ret);      }      // 实际处理的函数,会递归执行,直到 ret.done 状态为 true      function next(ret) {        // 如果生成器的状态 done 为 true,就 resolve(ret.value),返回结果        if (ret.done) return resolve(ret.value);        // 否则,将 gen 的结果 value 封装成 Promise        var value = toPromise.call(ctx, ret.value);        // 判断 value 是否 Promise,如果是就返回 then        if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected);        // 如果不是 Promise,Rejected        return onRejected(new TypeError('You may only yield a function, promise, generator, array, or object, '          + 'but the following object was passed: "' + String(ret.value) + '"'));      }    }); }
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看到这里,我产生了一个疑问:Promise + then 也可以处理异步编程,为什么 co 的源码里要把 Promise + generator 结合起来呢,为什么要这样做?直到我搞懂了 co 的核心目的,它使 generator 和 yield 的语法更趋向于同步编程的写法,引用阮一峰的网络日志中的一句话就是:

异步编程的语法目标,就是怎样让它更像同步编程。

可以看一个 Promise + then 的例子: 

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function getData() {    return new Promise(function(resolve, reject) {      resolve(1111)    })  }  getData().then(function(res) {    // 处理第一个异步的结果    console.log(res);    // 返回第二个异步    return Promise.resolve(2222)  })  .then(function(res) {    // 处理第二个异步的结果    console.log(res)  })  .catch(function(err) {    console.error(err);  })
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如果有多个异步处理就会需要写多少个 then 来处理异步之间可能存在的同步关系,从以上的代码可以看到 then 的处理是一层一层的嵌套。如果换成 co,在写法上更优雅也更符合日常同步编程的写法: 

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co(function* () {    try {      var result1 = yield Promise.resolve(1111)      // 处理第一个异步的结果      console.log(result1);      // 返回第二个异步      var result2 = yield Promise.resolve(2222)      // 处理第二个异步的结果      console.log(result2)    } catch (err) {      console.error(err)    }  });
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4.2 分析 next 函数

源码的 next 函数接收一个 gen.next() 返回的对象 ret 作为参数,形如{value: T, done: boolean},next 函数只有四行代码。

第一行:if (ret.done) return resolve(ret.value); 如果 ret.done 为 true,表明 gen 函数到了结束状态,就 resolve(ret.value),返回结果。

第二行:var value = toPromise.call(ctx, ret.value); 调用 toPromise.call(ctx, ret.value) 函数,toPromise 函数的作用是把 ret.value 转化成 Promise 类型,也就是用 Promise 包裹一层再 return 出去。 

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function toPromise(obj) {    // 如果 obj 不存在,直接返回 obj    if (!obj) return obj;    // 如果 obj 是 Promise 类型,直接返回 obj    if (isPromise(obj)) return obj;    // 如果 obj 是生成器函数或遍历器对象, 就递归调用 co 函数   if (isGeneratorFunction(obj) || isGenerator(obj)) return co.call(this, obj);    // 如果 obj 是普通的函数类型,转换成 Promise 类型函数再返回    if ('function' == typeof obj) return thunkToPromise.call(this, obj);    // 如果 obj 是一个数组, 转换成 Promise 数组再返回    if (Array.isArray(obj)) return arrayToPromise.call(this, obj);    // 如果 obj 是一个对象, 转换成 Promise 对象再返回   if (isObject(obj)) return objectToPromise.call(this, obj);    // 其他情况直接返回    return obj;  }
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第三行:if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected); 如果 value 是 Promise 类型,调用 onFulfilled 或 onRejected,实际上是递归调用了 next 函数本身,直到 done 状态为 true 或 throw error。

第四行:return onRejected(...) 如果不是 Promise,直接 Rejected。

5. 实践

虽然解读了 co 的核心代码,看起来像是懂了,实际上很容易遗忘。为了加深理解,结合上面的 co 源码和自己的思路动手实现一个简略版的 co。

5.1 模拟请求 

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function request() {    return new Promise((resolve) => {      setTimeout(() => {        resolve({data: 'request'});      }, 1000);    });  }  // 用 yield 获取 request 的值  function* getData() {    yield request()  }  var g = getData()  var {value, done} = g.next()  // 间隔1s后打印 {data: "request"}  value.then(res => console.log(res))
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5.2 模拟实现简版 co

核心实现:

1)函数传参

2)generator.next 自动执行 

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function co(gen) {    // 1. 传参    var ctx = this;    const args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);    gengen = gen.apply(ctx, args);    return new Promise(function(resolve, reject) {      // 2. 自动执行 next      onFulfilled()      function onFulfilled (res) {        var ret = gen.next(res);        next(ret);      }       function next(ret){        if (ret.done) return resolve(ret.value);        // 此处只处理 ret.value 是 Promise 对象的情况,其他类型简略版没处理        var promise = ret.value;        // 自动执行        promise && promise.then(onFulfilled);      }    })  }  // 执行  co(function* getData() {    var result = yield request();    // 1s后打印 {data: "request"}    console.log(result)  })
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6. 感想

学习一个新的东西(generator)花费的时间远远大于单纯阅读源码的时间,因为需要了解它产生的背景,语法,解决的问题以及一些应用场景,这样在阅读源码的时候才知道它为什么要这样写。

读完源码,我们会发现,其实 co 就是一个自动执行 next() 的函数,而且到最后我们会发现 co 的写法和我们日常使用的 async/await 的写法非常相像,因此也不难理解【async/await 实际上是对 generator 封装的一个语法糖】这句话了。 

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// co 写法  co(function* getData() {    var result = yield request();    // 1s后打印 {data: "request"}    console.log(result)  })  // async await 写法  (async function getData() {    var result = await request();    // 1s后打印 {data: "request"}    console.log(result)  })()
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不得不说,阅读源码的确是一个开阔视野的好方法。 

 

51    2022-01-05 09:55:26    asyn await 前端