Promise 异步流程控制

v2-ef28bd470b8ca7e5476305e9c9e56677_r前言

最近部门在招前端,作为部门唯一的前端,面试了不少应聘的同学,面试中有一个涉及 Promise 的一个问题是:

网页中预加载20张图片资源,分步加载,一次加载10张,两次完成,怎么控制图片请求的并发,怎样感知当前异步请求是否已完成?

然而能全部答上的很少,能够给出一个回调 + 计数版本的,我都觉得合格了。那么接下来就一起来学习总结一下基于 Promise 来处理异步的三种方法。

本文的例子是一个极度简化的一个漫画阅读器,用4张漫画图的加载来介绍异步处理不同方式的实现和差异,以下是 HTML 代码:

单一请求

最简单的,就是将异步一个个来处理,转为一个类似同步的方式来处理。 先来简单的实现一个单个 Image 来加载的 thenable 函数和一个处理函数返回结果的函数。

异步转同步的解决思想是:当第一个 loadImg(urls[1]) 完成后再调用 loadImg(urls[2]),依次往下。如果 loadImg() 是一个同步函数,那么很自然的想到用__循环__。

当 loadImg() 为异步时,我们就只能用 Promise chain 来实现,最终形成这种方式的调用:

那我们用一个中间变量来存储当前的 promise ,就像链表的游标一样,改过后的 for 循环代码如下:

promise 变量就像是一个迭代器,不断指向最新的返回的 Promise,那我们就进一步使用 reduce 来简化代码。

在程序设计中,是可以通过函数的__递归__来实现循环语句的。所以我们将上面的代码改成__递归__:

好了一个简单的异步转同步的实现方式就已经完成,我们来测试一下。 这个实现的简单版本已经实现没问题,但是最上面的正在加载还在,那我们怎么在函数外部知道这个递归的结束,并隐藏掉这个 DOM 呢?Promise.then() 同样返回的是 thenable 函数 我们只需要在 syncLoad 内部传递这条 Promise 链,直到最后的函数返回。

现在我们再来完善一下这个函数,让它更加通用,它接受__异步函数__、异步函数需要的参数数组、__异步函数的回调函数__三个参数。并且会记录调用失败的参数,在最后返回到函数外部。另外大家可以思考一下为什么 catch 要在最后的 then 之前。

demo1地址:单一请求 – 多个 Promise 同步化

至此,这个函数还是有挺多不通用的问题,比如:处理函数必须一致,不能是多种不同的异步函数组成的队列,异步的回调函数也只能是一种等。关于这种方式的更详细的描述可以看我之前写的一篇文章 Koa引用库之Koa-compose

当然这种异步转同步的方式在这一个例子中并不是最好的解法,但当有合适的业务场景的时候,这是很常见的解决方案。

并发请求

毕竟同一域名下能够并发多个 HTTP 请求,对于这种不需要按顺序加载,只需要按顺序来处理的并发请求,Promise.all 是最好的解决办法。因为Promise.all 是原生函数,我们就引用文档来解释一下。

Promise.all(iterable) 方法指当所有在可迭代参数中的 promises 已完成,或者第一个传递的 promise(指 reject)失败时,返回 promise。
出自 Promise.all() – JavaScript | MDN

那我们就把demo1中的例子改一下:

demo2地址:并发请求 – Promise.all

并发请求,按顺序处理结果

Promise.all 虽然能并发多个请求,但是一旦其中某一个 promise 出错,整个 promise 会被 reject 。 webapp 里常用的资源预加载,可能加载的是 20 张逐帧图片,当网络出现问题, 20 张图难免会有一两张请求失败,如果失败后,直接抛弃其他被 resolve 的返回结果,似乎有点不妥,我们只要知道哪些图片出错了,把出错的图片再做一次请求或着用占位图补上就好。 上节中的代码 const promises = urls.map(loadImg) 运行后,全部都图片请求都已经发出去了,我们只要按顺序挨个处理 promises 这个数组中的 Promise 实例就好了,先用一个简单点的 for 循环来实现以下,跟第二节中的单一请求一样,利用 Promise 链来顺序处理。

改成 reduce 版本

demo3地址:Promise 并发请求,顺序处理结果

控制最大并发数

现在我们来试着完成一下上面的笔试题,这个其实都__不需要控制最大并发数__。 20张图,分两次加载,那用两个 Promise.all 不就解决了?但是用 Promise.all没办法侦听到每一张图片加载完成的事件。而用上一节的方法,我们既能并发请求,又能按顺序响应图片加载完成的事件。

上面的代码是针对题目的 hardcode ,如果笔试的时候能写出这个,都已经是非常不错了,然而并没有一个人写出来,said…

demo4地址(看控制台和网络请求):Promise 分步加载 – 1

那么我们在抽象一下代码,写一个通用的方法出来,这个函数返回一个 Promise,还可以继续处理全部都图片加载完后的异步回调。

上面代码里的 for 也可以改成 reduce ,不过需要先将需要加载的 urls 按分步的数目,划分成数组,感兴趣的朋友可以自己写写看。

demo5地址(看控制台和网络请求):Promise 分步 – 2

但上面的实现和我们说的__最大并发数控制__没什么关系啊,最大并发数控制是指:当加载 20 张图片加载的时候,先并发请求 10 张图片,当一张图片加载完成后,又会继续发起一张图片的请求,让并发数保持在 10 个,直到需要加载的图片都全部发起请求。这个在写爬虫中可以说是比较常见的使用场景了。 那么我们根据上面的一些知识,我们用两种方式来实现这个功能。

使用递归

假设我们的最大并发数是 4 ,这种方法的主要思想是相当于 4 个__单一请求__的 Promise 异步任务在同时运行运行,4 个单一请求不断递归取图片 URL 数组中的 URL 发起请求,直到 URL 全部取完,最后再使用 Promise.all 来处理最后还在请求中的异步任务,我们复用第二节__递归__版本的思路来实现这个功能:

设定最大请求数为 5,Chrome 中请求加载的 timeline :

demo6地址(看控制台和网络请求):Promise 控制最大并发数 – 方法1

使用 Promise.race

Promise.race 接受一个 Promise 数组,返回这个数组中最先被 resolve 的 Promise 的返回值。终于找到 Promise.race 的使用场景了,先来使用这个方法实现的功能代码:

设定最大请求数为 5,Chrome 中请求加载的 timeline :v2-c5a5c7e287a89e535ca861d72c0658e5_b

demo7地址(看控制台和网络请求):Promise 控制最大并发数 – 方法2

在使用 Promise.race 实现这个功能,主要是不断的调用 Promise.race 来返回已经被 resolve 的任务,然后从 promises 中删掉这个 Promise 对象,再加入一个新的 Promise,直到全部的 URL 被取完,最后再使用 Promise.all 来处理所有图片完成后的回调。

写在最后

因为工作里面大量使用 ES6 的语法,Koa 中的 await/async 又是 Promise 的语法糖,所以了解 Promise 各种流程控制是对我来说是非常重要的。写的有不明白的地方和有错误的地方欢迎大家留言指正,另外还有其他没有涉及到的方法也请大家提供一下新的方式和方法。

题外话

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参考资料

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