javascript异步编程的工作笔记

javascript的执行引擎是单线程的，正常情况下是同步编程的模式，即是程序按照代码的顺序从上到下依次顺序执行。只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。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），那么在执行期间任何UI更新都会被阻塞，界面事件处理也会停止响应。导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。

特别是在for循环语句里，如果for循环的处理逻辑比较复杂，并且循环次数过多，超过1000次时，javascript的执行会阻塞浏览器处理起来会有明显的假死状态。原因就是浏览器在调用javascript的时候，主界面是停止响应的，因为cpu交给js执行了，没有时间去处理界面消息。

为了解决卡死的问题，很多人提出了异步编程的解决方案，这也是性能优化的其中一个方式，在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应。现在很火的nodejs就是异步编程，比如路由派发，IO操作，都是异步的。

在前端页面实现中，最常见的异步就是ajax操作，请求一个ajax无需等待ajax返回，则可继续操作页面。

其他的还有通过setTimeout,setInterval,image.onload, postMessage,webwork等方式进行异步编程实现。

网上也有很多库实现了异步编程如：do.js. step.js, async.js, flow.js，就不详细阐述了，有兴趣的自行google了解。

这里主要讲setTimeOut实现异步编程的方式。

点击同步DEMO：你会感觉按钮按下去的时候卡了一下，然后看到一个最终结果99999，而没有中间过程，这就是因为在updateSync函数运行过程中UI更新被阻塞，只有当它结束退出后才会更新UI。

点击异步DEMO：你会看到UI界面上从0到999快速地更新过程，这就是异步执行的结果。
函数里先声明了一个局部变量i和嵌套函数updateLater，然后调用了updateLater，在这个函数中先是更新output结点的内容为i，然后通过setTimeout让updateLater函数异步执行。这实际是一种递归调用。任何for循环都可以改造成递归调用的形式。

为什么用了setTimeOut(fn,0)后，还是能看到快速的更新呢？这是因为虽然他的delay设置为0，几乎是即时触发，但还是被添加到了执行队列后面，但就是这个过程，渲染已经完成了，当他回调函数执行时，输出来的已经是更新后的值了。

以上结果很显然，异步操作不会阻塞UI，你可以继续执行浏览器其他操作。让UI操作更流畅，但异步编程也有坏处，如上面代码，使用setTimeout的异步方式，在代码整体执行效率来看，要比同步执行耗时更长时间。同时由于是异步执行，打断了原有代码的执行顺序，造成嵌套的函数调用，破坏了原有的简单逻辑，让代码难以读懂。

在判断是否执行完毕时，在同步编程中很方便实现，代码写在for循环后面就行了。而异步的话，则需要做一些判断。

还是以上的例子，如何在循环结束后执行回调？可以使用Jquery的$.when，和$.Deferred方法，当然也可以自己写回调函数，但是看起来没那么优雅。

补充:

本文总结了"异步模式"编程的4种方法，理解它们可以让你写出结构更合理、性能更出色、维护更方便的Javascript程序。
一、回调函数
这是异步编程最基本的方法。
假定有两个函数f1和f2，后者等待前者的执行结果。
f1();
f2();
如果f1是一个很耗时的任务，可以考虑改写f1，把f2写成f1的回调函数。
function f1(callback){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
callback();
}, 1000);
}
执行代码就变成下面这样：
f1(f2);
采用这种方式，我们把同步操作变成了异步操作，f1不会堵塞程序运行，相当于先执行程序的主要逻辑，将耗时的操作推迟执行。
回调函数的优点是简单、容易理解和部署，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合（Coupling），流程会很混乱，而且每个任务只能指定一个回调函数。
二、事件监听
另一种思路是采用事件驱动模式。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。
还是以f1和f2为例。首先，为f1绑定一个事件（这里采用的jQuery的写法）。
f1.on('done', f2);
上面这行代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后，对f1进行改写：
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
f1.trigger('done');
}, 1000);
}
f1.trigger('done')表示，执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。
这种方法的优点是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以"去耦合"（Decoupling），有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。
三、发布/订阅
上一节的"事件"，完全可以理解成"信号"。
我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心"订阅"（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern），又称"观察者模式"（observer pattern）。
这个模式有多种实现，下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，这是jQuery的一个插件。
首先，f2向"信号中心"jQuery订阅"done"信号。
jQuery.subscribe("done", f2);
然后，f1进行如下改写：
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
jQuery.publish("done");
}, 1000);
}
jQuery.publish("done")的意思是，f1执行完成后，向"信号中心"jQuery发布"done"信号，从而引发f2的执行。
此外，f2完成执行后，也可以取消订阅（unsubscribe）。
jQuery.unsubscribe("done", f2);
这种方法的性质与"事件监听"类似，但是明显优于后者。因为我们可以通过查看"消息中心"，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。
四、Promises对象
Promises对象是CommonJS工作组提出的一种规范，目的是为异步编程提供统一接口。
简单说，它的思想是，每一个异步任务返回一个Promise对象，该对象有一个then方法，允许指定回调函数。比如，f1的回调函数f2,可以写成：
f1().then(f2);
f1要进行如下改写（这里使用的是jQuery的实现）：
function f1(){
var dfd = $.Deferred();
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
dfd.resolve();
}, 500);
return dfd.promise;
}
这样写的优点在于，回调函数变成了链式写法，程序的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以实现许多强大的功能。
比如，指定多个回调函数：
f1().then(f2).then(f3);
再比如，指定发生错误时的回调函数：
f1().then(f2).fail(f3);
而且，它还有一个前面三种方法都没有的好处：如果一个任务已经完成，再添加回调函数，该回调函数会立即执行。所以，你不用担心是否错过了某个事件或信号。这种方法的缺点就是编写和理解，都相对比较难。