异步编程

标签：异步 await 函数编程 Promise promise async

一、什么是回调函数？回调函数有什么缺点？如何解决回调地狱问题？

回调函数概念
- 回调函数是一个作为变量传递给另一个函数的函数，它在主体函数执行完之后再执行
回调函数特点
- 你定义的
- 你没有调用
- 但是最终执行了
回调函数可能的缺点

层层嵌套的异步函数的操作叫做回调地狱
- 容易写出回调地狱
- 不能使用 try catch 捕获错误
- 不能直接 return
常见的回调函数
- DOM事件回调函数
- 定时器回调函数
- ajax请求回调函数
- 生命周期回调函数
如何解决回调地狱
- promise
- async / await
- generator

二、异步编程的实现方式

1.回调函数的方式

使用回调函数的方式有一个缺点是，多个回调函数嵌套的时候会造成回调函数地狱，上下两层的回调函数间的代码耦合度太高，不利于代码的可维护。

2.Promise的方式

使用 Promise 的方式可以将嵌套的回调函数作为链式调用。但是使用这种方法，有时会造成多个 then 的链式调用，可能会造成代码的语义不够明确。

3.generator的方式

它可以在函数的执行过程中，将函数的执行权转移出去，在函数外部还可以将执行权转移回来。当遇到异步函数执行的时候，将函数执行权转移出去，当异步函数执行完毕时再将执行权给转移回来。因此在 generator 内部对于异步操作的方式，可以以同步的顺序来书写。使用这种方式需要考虑的问题是何时将函数的控制权转移回来，因此需要有一个自动执行 generator 的机制，比如说 co 模块等方式来实现 generator 的自动执行。

4.async函数的方式

async 函数是 generator 和 promise 实现的一个自动执行的语法糖，它内部自带执行器，当函数内部执行到一个 await 语句的时候，如果语句返回一个 promise 对象，那么函数将会等待 promise 对象的状态变为 resolve 后再继续向下执行。因此可以将异步逻辑，转化为同步的顺序来书写，并且这个函数可以自动执行。

三、对Promise的理解

在构造 Promise 的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

Promise本身是同步的立即执行函数，当在executor中执行 resolve() 或者 reject() 的时候, 此时是异步操作，也就是说promise中函数体内部的非异步操作正常顺序执行，resolve() 和 reject() 异步操作为promise实例对象的返回结果，这个返回结果后面的then或者catch需要用，所以then和catch要放到异步任务中等待所有同步任务执行完毕之后再按顺序（或者如果有定时器，需要遵循定时器的时间）执行。
Promise是异步编程的一种解决方案，它是一个对象，可以获取异步操作的消息，他的出现大大改善了异步编程的困境，避免了地狱回调，它比传统的解决方案回调函数和事件更合理和更强大。所谓Promise，简单说就是一个容器，里面保存着某个未来才会结束的事件（通常是一个异步操作）的结果。从语法上说，Promise 是一个对象，从它可以获取异步操作的消息。Promise 提供统一的 API，各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。
Promise 对象是异步编程的一种解决方案，最早由社区提出。Promise 是一个构造函数，接收一个函数作为参数，返回一个 Promise 实例。一个 Promise 实例有三种状态，分别是pending、resolved 和 rejected，分别代表了进行中、已成功和已失败。实例的状态只能由 pending 转变 resolved 或者rejected 状态，并且状态一经改变，就凝固了，无法再被改变了。状态的改变是通过 resolve() 和 reject() 函数来实现的，可以在异步操作结束后调用这两个函数改变 Promise 实例的状态，它的原型上定义了一个 then 方法，使用这个 then 方法可以为两个状态的改变注册回调函数。这个回调函数属于微任务，会在本轮事件循环的末尾执行。
Promise的实例有三个状态

当把一件事情交给promise时，它的状态就是Pending，任务完成了状态就变成了Resolved、没有完成失败了就变成了Rejected
- Pending（进行中）
- Resolved（已完成）
- Rejected（已拒绝）
Promise的实例有两个过程

一旦从进行状态变成为其他状态就永远不能更改状态了
- pending -> fulfilled : Resolved（已完成）
- pending -> rejected：Rejected（已拒绝）
Promise的特点
- 对象的状态不受外界影响。promise对象代表一个异步操作，有三种状态，pending（进行中）、fulfilled（已成功）、rejected（已失败）。只有异步操作的结果，可以决定当前是哪一种状态，任何其他操作都无法改变这个状态，这也是promise这个名字的由来——“承诺”。
- 一旦状态改变就不会再变，任何时候都可以得到这个结果。promise对象的状态改变，只有两种可能：从pending变为fulfilled，从pending变为rejected。这时就称为resolved（已定型）。如果改变已经发生了，你再对promise对象添加回调函数，也会立即得到这个结果。这与事件（event）完全不同，事件的特点是：如果你错过了它，再去监听是得不到结果的。
Promise的缺点
- 无法取消Promise，一旦新建它就会立即执行，无法中途取消
- 如果不设置回调函数，Promise内部抛出的错误，不会反应到外部
- 当处于pending状态时，无法得知目前进展到哪一个阶段（刚刚开始还是即将完成）

四、Promise解决了什么问题

解决了地狱回调的问题

五、Promise的基本用法

1.创建Promise对象

new Promise() 方法
promise.resolve() 方法
promise.reject() 方法

2.Promise方法

then() 方法
catch() 方法
all() 方法
race() 方法
finally() 方法

六、Promise.all和Promise.race的区别的使用场景

1.Promise.all()

Promise.all可以将多个Promise实例包装成一个新的Promise实例。同时，成功和失败的返回值是不同的，成功的时候返回的是一个结果数组，而失败的时候则返回最先被reject失败状态的值。Promise.all中传入的是数组，返回的也是是数组，并且会将进行映射，传入的promise对象返回的值是按照顺序在数组中排列的，但是注意的是他们执行的顺序并不是按照顺序的，除非可迭代对象为空。需要注意，Promise.all获得的成功结果的数组里面的数据顺序和Promise.all接收到的数组顺序是一致的，这样当遇到发送多个请求并根据请求顺序获取和使用数据的场景，就可以使用Promise.all来解决。

2.Promise.race()

Promse.race就是赛跑的意思，意思就是说，Promise.race([p1, p2, p3])里面哪个结果获得的快，就返回那个结果，不管结果本身是成功状态还是失败状态。当要做一件事，超过多长时间就不做了，可以用这个方法来解决。

七、对async/await 的理解

async/await其实是Generator 的语法糖，它能实现的效果都能用then链来实现，它是为优化then链而开发出来的。从字面上来看，async是“异步”的简写，await则为等待，所以很好理解async 用于申明一个 function 是异步的，而 await 用于等待一个异步方法执行完成。
async函数返回的是一个Promise 对象，如果在函数中 return 一个直接量，async 会把这个直接量通过 Promise.resolve() 封装成 Promise 对象，async 函数返回的是一个 Promise 对象，所以在最外层不能用 await 获取其返回值的情况下，当然应该用原来的方式：then() 链来处理这个 Promise 对象。

八、await 到底在等什么

await后面必须是异步函数， await是在等待一个异步函数完成，而这个异步函数返回值可能时promise对象，也可能是其他值，而await 等待的就是就是异步函数的返回值。
- 如果它等到的不是一个 Promise 对象，那 await 表达式的运算结果就是它等到的东西。
- 如果它等到的是一个 Promise 对象，await 就忙起来了，它会阻塞在async函数之中且await后面的代码，等着 Promise 对象 resolve，然后得到 resolve 的值，作为 await 表达式的运算结果。

九、async/await的优势

Promise 通过 then 链来解决多层回调的问题，而 async/await 来进一步优化promise的 then() 方法的多层调用。
Promise传递中间值⾮常麻烦，⽽async/await⼏乎是同步的写法，⾮常优雅。
错误处理友好，async/await可以⽤成熟的try/catch，Promise的错误捕获⾮常冗余。
调试友好，Promise的调试很差，由于没有代码块，你不能在⼀个返回表达式的箭头函数中设置断点，如果你在⼀个.then代码块中使⽤调试器的步进(step-over)功能，调试器并不会进⼊后续的.then代码块，因为调试器只能跟踪同步代码的每⼀步。

十、async/await 如何捕获异常

try...catch...

十一、setTimeout、Promise、Async/Await 的区别

1.setTimeout

定时器是异步任务，会将定时器中的代码放到异步任务中，待页面中所有同步任务执行完毕之后再执行异步任务队列。

// 例如
console.log('script start')
setTimeout(function () {
    console.log('setTimeout')
}, 0)
console.log('script end')
// 输出顺序：script start --> script end --> setTimeout

2.Promise

Promise本身是同步的立即执行函数，当在executor中执行resolve或者reject的时候, 此时是异步操作，会先执行promise中的同步任务，然后执行promise之外的同步操作（按照书写代码的先后顺序），而promise.then( )视为异步任务的方法，会加入到任务队列中，等待全部同步任务执行完毕再按顺序执行异步任务队列中的任务，promise后面的定时器也是异步函数，也要加入到异步函数队列中，即使定时器是0s，而且按照代码书写先后顺序，在任务队列中会排到then后面。

new Promise()：类似于同步。先微任务( Promise、async / await )再宏任务( 定时器、Ajax、DOM事件 )

// 例如
console.log('script start')
let promise1 = new Promise(function (resolve) {
    console.log('promise1')
    resolve()
    console.log('promise1 end')
}).then(function () {
    console.log('promise2')
})
setTimeout(function () {
    console.log('setTimeout')
}, 0)
console.log('script end')
// 输出顺序：script start --> promise1 --> promise1 end --> script end --> promise2 --> setTimeout

3.async / await

async函数为异步函数，返回的也是promise对象，所以说async函数也是立即执行函数，他里面的代码会按照顺序相继执行；但当有异步任务，且异步任务前面有await时，这时await若未等到异步任务的结果，会阻碍async里面且在await下面的代码（await后面紧跟着的异步任务会正常执行），执行async函数下面的代码直至await等到结果之后再执行它下面在async函数中的代码。
```
// 例如
async function async1 () {
    console.log('async1 start')
    await async2()
    console.log('async1 end')
}
async function async2 () {
    console.log('async2')
}
console.log('script start')
async1()
console.log('script end')
// 输出顺序：script start --> async1 start --> async2 --> script end --> async1 end
```

十二、并发与并行的区别

1.并发

并发是宏观概念，在一段时间内通过任务间的切换完成了这些任务，这种情况就可以称之为并发（指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行）。

2.并行

并行是微观概念，指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。同时完成多个任务的情况就可以称之为并行。

标签：异步,await,函数,编程,Promise,promise,async
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