javascript 函数的暂停和恢复实例详解

本文实例讲述了javascript 函数的暂停和恢复。分享给大家供大家参考，具体如下：

javascript 异步编程从来都是一个难题，最开始我们用 callback，但随之触发了回调地狱，于是“发明” promise 解决 callback 嵌套过深的问题。然而由于滥用 promise（一连串的 then），代码变得不易阅读了。此时，async-await 横空出世，它让我们可以用同步的方式编写异步代码，简直 amazing，以至于有人说它就是 javascript 异步编程的银弹。

p.s.代码只是演示，并不可用

function getprofile(id) {
 return window.fetch(`https://api.com/wedding/profile/${weddingid}`
}

async function getweddingdetail(weddingid) {
 try {
  // 暂停执行
  const wedding = await window.fetch(`https://api.com/wedding/${weddingid}`);
  // 当结果返回恢复执行，接着继续暂停
  const groom = await getprofile(wedding.groomid);
  // ... 恢复执行 -> 暂停 ...
  const bride = await getprofile(wedding.brideid);
  // ... 恢复执行
  return { wedding, bride, groom };
 } catch (error) {
  handleerror(error);
 }
}

没有银弹

然而计算机科学领域中并不存在银弹。async-await 也有缺点，比如你忘了写 await，不信？

假设别人编写了一个工具函数叫getprofile，如果不了解它的具体实现，你是不是就把它当做同步函数，即便getprofile是异步的。

当然，这只是一个小问题，更让我难受的是，如果你在一个函数中使用了 async，那么调用它的函数也得变成一个 async，若还有另一个函数要调用这个调用函数......holly shit！现在你明白了吧。

有没有两全其美的办法？

// getweddingdetail 根本不用关心内部的函数是异步or同步
function getweddingdetail(weddingid) {
 const wedding = window.fetch(`https://api.com/wedding/${weddingid}`);
 const groom = getprofile(wedding.groomid);
 const bride = getprofile(wedding.brideid);
 return { wedding, bride, groom };
}

没有什么是一个中间层解决不了的

异步编程的核心，就是函数暂停和恢复执行。而决定一个函数是暂停还是恢复执行，这是 js 运行时干的活儿，难不成我们今天要深入引擎实现？

no！我不了解 c++，也不懂 js 引擎是如何实现的。

但是呢，我可以写一个中间层（函数runtime），尝试实现上面的需求，当然，这会有一些限制。

一、入口函数

假设要运行的函数如下：

function main() {
 const id = 123;
 console.log('getting wedding:', id);

 const { wedding, bride, groom } = getweddingdetail(id);

 console.log('wedding detail:', wedding);
}

我们期望能够按照下面的方式运行：

function runtime(mainfn) {
 mainfn();
}

// start runtime
runtime(main);

基本框架已经有了，接着干啥？

首先，要搞清楚在不用 await 的前提下，如何中断函数运行。

然后，在合适的地方恢复执行。

js 中有两种方法中断函数运行：return和throw。我选择 throw，因为它表示遭遇异常导致的中断。好了，我们改造一下 runtime

function runtime(mainfn) {
 const _originalfetch = window.fetch;
 window.fetch = (url, options) => {
  // "暂停"
  throw new error();
 };
 // 运行入口函数
 runmain();

 function runmain() {
  try {
   mainfn();
  } catch (error) {
   // 函数 "暂停"
   // 恢复并重新执行 mainfn
   runmain();
  }
 }
}

先忽略这段代码出现的问题，把目光聚集在函数“中断”“恢复”这两个点上，显然，目的已经达到。接下来对它进行优化。

首当其冲的是 runmain，只需要当 window.fetch 成功后再执行：

function runtime(mainfn) {
 const _originalfetch = window.fetch
 window.fetch = (url, options) => {
  _originalfetch(url, options).then(res => {
   // 返回结果后恢复执行
   runmain()
  })
  throw new error()
 }

 runmain();

 function runmain() {
  try {
   mainfn();
  } catch (error) {
   // ignore
  }
 }
}

window.fetch 每次抛出异常，这导致 mainfn 无限循环的执行。

要解决这个问题，需要引入缓存，使得我们仅需要在第一次 fetch 时抛出异常，而为后面的请求返回响应。

function runtime(mainfn) {
 const _originalfetch = window.fetch
 windo.fetch = (url, options) => {
  if (cache.has([url, options])) return cache.get([url, options])

  _originalfetch(url, options).then(res => {
   cache.set([url, options], res)
   runmain()
  })

  throw new error()
 }

 runmain();

 function runmain() {
  try {
   mainfn();
  } catch (error) {
   // ignore
  }
 }
}

成功啦！

运行程序，检查 console 的输出，由于重复运行了多次，'getting wedding:', 123也被显示了多次，这是 console.log 的副作用导致的。

二、纯函数

runtime 只允许运行纯函数，如果你的代码中有副作用，则必须添加限制条件：runsideeffects().

function main() {
 const id = 123;
 runsideeffects(() => console.log('getting wedding:', id));

 const { wedding, bride, groom } = getweddingdetail(id);

 runsideeffects(() => console.log('wedding detail:', wedding));
}

sideeffects 的实现非常容易：

function runtime(mainfn) {
 // 参考上面的代码

 // 提供 `runsideeffects`
 const sideeffects = [];
 window.runsideeffects = fn => {
  sideeffects.push(fn);
 };

 runmain();

 function runmain() {
  try {
   mainfn();
   sideeffects.foreach(fn => fn());
  } catch (error) {
   // 清除副作用
   sideeffects.splice(0, sideeffects.length);
  }
 }
 
}

再次运行，'getting wedding:', 123只显示一次啦~

到底干了些啥？

为了模仿函数暂停和恢复，我们通过 throw 一个错误来“暂停”函数，重新运行来“恢复”函数。

为了从暂停处“恢复”，需要将抛出的错误替换成函数返回值，我们用缓存机制达到了这个目的。

最后，为了能安全的重复执行函数，需要将它转化为一个纯函数。如果有副作用，则将它们收集起来，在函数运行成功后，再执行副作用。

扯这么多，有什么实际用途？

本文的灵感来自于react suspense。有了 suspense，就可以像下面这样来获取数据：

function component() {
 const data = getdatafromnetwork();
 return <div />;
}

getdatafromnetwork 将发起异步请求，所以它是一个异步函数，但 react 让它看来是是一个同步操作。这很有趣~

原文阅读：

感兴趣的朋友可以使用在线html/css/javascript代码运行工具：http://tools.jb51.net/code/htmljsrun测试上述代码运行效果。