啊
一、异步编程的运行机制
我们学习Javascript语言的时候就知道它的执行环境是”单线程“的。
所谓”单线程“，就是指一次只能处理一个任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务。常见的浏览器无响应(假死)，往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行(比如死循环)，导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。
所以为了解决“单线程”引发的出来的问题，就有了前端异步编程的这个解决方案，下面我们就来探讨一下浏览器的异步编程是一个怎么的运行机制。
1.1异步任务
前端中常见的异步任务有以下：
• 回调函数
• 事件绑定
• 定时器(settimeout ,setinterval)
• ajax
• Promise
是异步的吗？我们来验证下：
new Promise((resolve,reject)=>{ console.log(1); resolve();}).then(()=>{ console.log(2);})console.log(3);
我们看下控制台的输出顺序：
由上可见 new Promise 的时候传递的executor函数是立即执行的(同步)，基于then、catch存放的方法是异步执行的。
• async/await
这是基于Generator语法糖,同样也是异步的，我们把上面的例子改成这样看看。
async function async1() {console.log(1);await 10;console.log(2);}fn();console.log(3);
我们看下控制台的输出顺序：
由上可见 await 表达式后面的代码是异步执行的 。
1.2Event Loop
那么JS是如何构建出异步编程的效果呢？那我们就来了解下事件循环机制(Event Loop )与事件队列(Event Queue)。
1、开始，任务执行。
2、同步任务直接在主栈(Call Stack)中等待被执行，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。
3、当 Call Stack中没有任务了，就从Event Queue中拿出一个任务放入Call Stack执行。
而 Event Loop 指的就是这一整个圈圈：它不停检查 Call Stack 中是否有任务(也叫栈帧)需要执行，如果没有，就检查 Event Queue，从中弹出一个任务，放入主栈中，如此往复循环。
我们来看个例子：
setTimeout(()=>{ console.log(1);},50)setTimeout(()=>{ console.log(2);},0)console.time('for takes time:');for(let i=0;i<1000000;i++){}console.timeEnd('for takes time:');setTimeout(()=>{ console.log(3);},20)console.log(4);
我们先看下执行结果再来分析。
代码分析如下：
这里主要容易疑惑点的点是T1先执行还是T3先执行，这里要看for 循环主要消耗的时间，for 循环用了5ms(假设是个整数),这时候队列中T1需要等待的时间还有45ms，所以执行完T2后，等待到了20ms 就会执行T3,最后才执行T1。如果把for循环耗的时间是100ms,那么执行顺序就是T2=>T1=>T3,遵守时间到先执行，先进队列先执行的原则。
我们来看个稍微复杂点的例子：
async function async1(){ console.log('async1 start'); await async2(); console.log('async1 end');}async function async2(){ console.log('async2');}console.log('script start');setTimeout(function(){ console.log('setTimeout');})async1();new Promise(function(resolve){ console.log('promise1'); resolve();}).then(function(){ console.log('promise2');})console.log('script end');
学习上面的Event Loop ，同步任务先执行，再遵守先进先出的原则从Event Queue中取出异步任务到主栈中执行，我自信的以为输出顺序为：
'script start' 'async1 start' 'async2' 'promise1' 'script end' 'setTimeout' 'async1 end' 'promise2'
然后迫不及待的去控制台执行下：
为什么顺序执行是这样子的？于是继续查资料。
1.3宏任务与微任务
Javacript中事件执行主要分为两种任务类型:宏任务(macro task)与微任务队列(micro task)。
• 宏任务包含有 ：
script(整体代码)setTimeoutsetIntervalI/OUI交互事件postMessageMessageChannelsetImmediate(Node.js 环境)
• 微任务包含有 ：
Promise.then/catch/finaly, async/await(本质是对Promise 的一些封装)Object.observeMutaionObserverprocess.nextTick(Node.js 环境)
1.4宏任务与微任务运行机制
1、执行一个宏任务(栈中没有就从Event Queue中取出)
2、遇到异步宏任务时它加入到Event Queue宏任务队列中；遇到异步微任务时把它加入Event Queue微任务队列中。
3、宏任务执行完毕后，立即执行当前微任务队列中的所有微任务(依次执行)
4、当前宏任务执行完毕，开始检查渲染，然后GUI线程接管渲染
5、渲染完毕后，JS线程继续接管，开始下一个宏任务(从事件队列中获取)
如下图：
所以上面例子(代码5)的执行分析如下图所示：
1.5总结以上的内容
• Javascript是一门单线程语言
• Javascript事件循环就是一个Event Loop 过程
• Event Queue 中的又分为宏任务队列与微任务队列
• Javscript代码的执行顺序：同步任务=>异步微任务=>异步宏任务
二、异步编程使用场景
上面内容我们探讨了浏览器异步编程是的运行机制。我们一般会在哪些场景使用异步编程呢？下面我们看个例子：
现在有个业务需求就是要先请求接口1拿到“系统”的下拉数据后，并且要给表单赋值为下拉数据的第一个，拿到“系统”的value值后再请求接口2取到“表单分类”的下拉数据，并且要给表单赋值，拿到“表单分类“的值后再请求接口3，取表单的下拉数据。
我们传统的做法一般会用回调函数：
//获取系统_self.ajaxFn({ url:url1, success:(res)=>{ //获取表单分类 _self.ajaxFn({ url:url2, success:(res)=>{ //获取表单 _self.ajaxFn({ url:url3, success:(res)=>{ //处理业务 } }) } }) }})
2.1回调地狱
回调函数是异步编程的一个传统解决方案，但是如果业务比较复杂，需要层层嵌套，就会引起回调地狱。
这样子的代码嵌套复杂，不易于维护 ，着实让开发者崩溃 。
三、Promise原理及实现
3.1Promise原理及实现
Promise是异步编程的一个解决方案，相比回调函数，使用Promise更为合理和强大，避免了回调函数之间的多嵌套，也使得代码结构更为清晰，便于维护。上面的例子我们用Promise来实现下。
new Promise((resolve,reject)=>{ //获取系统 _self.ajaxFn({ url:url1, success:(res)=>{ resolve(res); } })}).then( value=>{ return new Promise((resolve,reject)=>{ //获取表单分类 _self.ajaxFn({ url:url2, success:(res)=>{ resolve(res); } }) }) }).then( value=>{ //获取表单 _self.ajaxFn({ url:url1, success:(res)=>{ //处理逻辑 } }) })
接下来我们就要分析Promise是原理并且要自己实现Promise。
3.2 promise自定义实现的关键点
1、如何改变promise的状态？
1.1 resolve(value)；状态从pending 转为了 resolved
1.2 rejecte(reason)；状态从pending 转为了 rejected
1.3 抛出异常(throw)；当前的pending 就变为了 rejected
2、Promise then/catch 存放的回调函数是异步微任务的 。
3、Promise.then()返回的新的Promise的结果状态由什么决定的呢？
3.1 简单描述：由then指定的回调函数执行的结果决定
3.2 详细描述：
3.2.1 如果抛出异常，新Promise变为rejected， reason 为抛出的异常；
3.2.2 如果返回的是Promise的任意值，新promise变为resolved,value 为返回的值
3.2.3 如果返回的是另一个Promise,此Promise的结果成为新Promise的结果
4、Promise.then()/catch()可链式调用，所以then(),catch方法必须返回一个的Promise对象。
3.3 自定义Promise
1、定义整体结构
(function(){ /* 构造函数 excutor:执行器(同步执行) */ function Promise(excutor){} /* Promise 原型对象的then() 指定成功和失败的回调函数 因为可链式调用，所以要返回一个promise对象 */ Promise.prototype.then=function(onResolved,onRejected){ } /* Promise 原型对象的catch() 指定失败的回调函数 返回一个promise对象 */ Promise.prototype.catch=function(onRejected){ } /* 只实现Promise关键 的构造方法以及catch/then方法，其它的方法大家可自行发挥啦 */ window.Promise=Promise;})(window)
2、Promise中回调的函数的异步执行
第一部分内容我们就知道Promise.then/catch中存放是任务是方式是异步执行，且是微任务。异步执行我们很容易就能想到setTimeout能实现，但是setTimeout是宏任务，所以不符合，于是我就找到了Vue中的nextTick的方法来模拟一下，它主要是用HTML5新的API MutationObserver(不熟悉的可自行了解下)来实现的，第一部分内容我们有说到MutationObserver是微任务。
const nextTick = (function () { var callbacks = []; var pending = false; var timerFunc; function nextTickHandler () { pending = false; var copies = callbacks.slice(0); callbacks = []; for (var i = 0; i
3、Promise 的构造函数的实现
/* 构造函数 excutor:执行器*/function Promise(excutor){ const _self=this; _self.status='pending';//promise对象指定的status属性，初始值为pending; _self.data=undefined;//promise对象指定一个用于存储结果数据的属性； _self.callbacks=[];//失败或成功的回调函数数组，每个元素的结构：{onResolved(){},onRejected(){}} function resolve(value){ if(_self.status!='pending'){ return; } _self.status='resolved'; //将状态改为resolved _self.data=value; // 保存value //如果有待将执行的回调函数，就立即异步执行回调函数 onResolved nextTick(()=>{ _self.callbacks.forEach((callbacksObj)=>{ callbacksObj.onResolved(value); }) }) } function reject(reason){ if(_self.status!='pending'){ return; } _self.status='rejected'; //将状态改为rejected _self.data=reason; // 保存value //如果有待将执行的回调函数，就立即异步执行回调函数 onRejected nextTick(()=>{ _self.callbacks.forEach((callbacksObj)=>{ callbacksObj.onRejected(reason); }) }) } //立即执行执行器 try{ excutor(resolve,reject); } catch(error){ reject(error); } }
4、Promise.prototype.then()方法的实现
/* Promise 原型对象的then()方法 指定成功和失败的回调函数 因为可链式调用，所以必须要要返回一个promise对象 返回的promise 的结果是由onResolved/onRejected执行的结果决定的*/Promise.prototype.then=function(onResolved,onRejected){ var _self=this; //指定回调函数的默认值,如果参数不是函数就指定个默认方法 OnResolved=typeof OnResolved==='function'? onResolved :value => value; OnRejected=typeof OnRejected==='function'? onRejected :reason => {throw reason}; return new Promise((resolve,reject)=>{ /* 执行指定callback(onResolved/onRejected)的回调函数 根据执行的结果改变return的pormise的状态 */ function handle(callback){ try{ const result=callback(_self.data); if(result instanceof Promise){ //返回的是promise,返回promise的结果就是这个结果 result.then(resolve,reject) }else{//返回的不是promise,返回的promise为成功，value就是返回值 resolve(result) } }catch(error){ //抛出异常，返回promise的结果为失败，reason为异常 reject(error) } } if(_self.status==='resolved'){ //当前promise的状态是resolved //异步执行成功的回调 nextTick(()=>{ handle(onResolved) }) }else if(_self.status==='rejected'){//当前promise的状态是rejected //异步执行失败的回调 nextTick(()=>{ handle(onRejected) }) }else{ //当前promise 的状态是pending //将成功和失败的回调函数保存到callback中去存起来 _self.callbacks.push({ onResolved(){ handle(onResolved); }, onRejected(){ handle(onRejected); } }) } })
5、Promise.prototype.catch()方法的实现
/* Promise 原型对象的catch() 指定失败的回调函数 返回一个promise对象*/Promise.prototype.catch=function(onRejected){ return this.then(null,onRejected)}
大功告成，其实主要是把then 方法实现，其它的都好实现了，其它的方法大家试下吧。
四、最后
这篇文章主要跟大家探讨了浏览器异步编程的运行机制还有Promise的实现原理。
前端之路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，与君共勉！
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