異步編程需要“意識”-創新互聯

雖然我們生活在一個異步的世界里，但對于多數編程初學者來說，異步還是很陌生。學習一門編程語言，通常都是從同步流程開始的，即順序、分支和循環。而異步流程是什么呢——開始一個異步調用，然后……就沒有然后了。異步程序跑哪去了？

成都創新互聯公司長期為1000多家客戶提供的網站建設服務，團隊從業經驗10年，關注不同地域、不同群體，并針對不同對象提供差異化的產品和服務；打造開放共贏平臺，與合作伙伴共同營造健康的互聯網生態環境。為澤庫企業提供專業的成都網站制作、成都做網站、外貿營銷網站建設，澤庫網站改版等技術服務。擁有十載豐富建站經驗和眾多成功案例,為您定制開發。

異步程序會以某種異步的形式在運行著，比如多線程、異步IO等，直到處理完成。那如果需要處理結果怎么辦？給一個程序入口，讓它處理完當前過程之后，把處理結果送到這個入口，然后執行另一段程序——俗稱回調。回調一般使用callback這個名稱，不過有時候我更喜歡使用next，因為它代表著下一個處理步驟。

同步和異步的概念

現在我們接觸到了一些概念，比如同步和異步，它們是什么？

這兩個概念并不來源于編程語言，而是來源于低層指令，甚至更低層的——電路。它們是基于時序的兩個概念，其中，“步”是指步調，所以同步表示相同的步調，而異步表示不同的步調。當然這兩個概念提升到程序這個級別的時候，精確的意思與時鐘無關，但所表示的意義仍然未變。

同步

舉個生活中的例子來說明這個問題——排除買票。售票廳開了一個窗口，有一隊人在排隊依次買票。這個隊伍中，前面一個人往前走了一步，后面的人才能往前走一步；前面的人在等待，后面的人就一定在等待。那么在理想的情況下，所有人可以同時向前邁步。OK，大家步伐一致，稱為同步。

這里把售票窗口看作是處理器，每個人看作是等待執行的指令，買票這個動作就是在執行指令。它的特點是按步就班，如果一個人買票時間過長（指令執行時間過長），就會造成阻塞。

異步（多線程）

現在買票的人漸漸多起來，所以售票廳多開了幾個窗口同時售票。每個單獨的隊伍仍然保持著同步，但不同的隊伍之間，步伐不再一致，稱為異步。A 隊列售票很順利，隊伍在有序快速的前進，但 B 隊列的某個顧客似乎在付費時遇到點麻煩，花了很長的時候，造成阻塞，但這對 A 隊列并不產生影響。

這時候的售票廳可以看作是在以多線程的方式運行著異步程序。從這個例子可以看到異步的兩個特點：其一，兩個異步流程之間相互獨立，它們相互不會阻塞（有個前提，不需要等待共享資源的情況下）；其二，異步程序內部仍然是同步的。

異步（IO）

上面的例子比較符合多線程異步的情況。那 IO 異步又是什么樣呢？

年底了，M 在準備年終匯報的資料，這可是個緊張的工作（CPU），要收集不少數據來寫好些文案。為了其中一份文案，M 需要車間的生產數據，但跑一趟車間（IO）可需要花不少時間，所以他讓 N 去車間收集數據，自己則繼續寫其它方案，同時等 N 把數據收集回來（啟動異步程序）。半天以后，N 帶回了數據（插入事件消息），M 繼續完成手上的文案（完成當前事件循環），之后使用 N 帶回來的數據開始撰寫關于車間的報告（新的事件循環）……

IO 的處理速度比 CPU 慢得多，所以 IO 異步讓 CPU 不必閑置著等待 IO 操作完成。當 IO 操作完成之后，CPU 會適地使用 IO 操作結果繼續工作。

同步邏輯和異步邏輯

回到程序上來，我們以一個函數的處理過程來描述同步和異步的處理方式。

同步邏輯

那么，同步處理過程是：

接受輸入 ? 處理 ? 產生輸出

用一段偽代碼來描述就是

注：本文中的偽代碼比較接近 JavaScript 語法，而有時候為了說明類型，采用了 TypeScript 的類型申明語法。

function func(input) {
    do something with input
    return output
}

這是標準的 IPO(Input-Process-Output) 處理。

異步邏輯

而異步呢，是：

接受輸入 ? 處理 ? 啟動下一步（如果有）

用偽代碼來描述就是：

function asyncFunc(input, next) {
    do something with input
    if (next is a entry) {
        next(output)
    }
}

這個過程稱為 IPN(Input-Process-Next)。

注意到這里的 Next，下一步，只有一步。這一步，囊括了后續的若干步驟。所以這一步，只能是后續若干步驟封裝出來一個模塊入口，或者說函數。

因此，模塊化思想在異步思維中是一個非常關鍵的思想。很多初學者寫代碼喜歡像記流水賬一樣一句句往下寫，動不動就是成百上千行的函數，這就是一種缺乏模塊化思想的表現。模塊化思想需要訓練，分析代碼的相關性，提煉函數，提取對象，在具有一定經驗之后還需要掌握模塊細化的粒度平衡。這不是一朝一夕之功，不過我推薦看看“設計模式”和“重構”相關的書籍。

異步開發工具（SDK和語法層面的）承諾（Promise）

再想想上面關于年終匯報的例子，M 請 N 去車間收集數據的時候，N 會說：“好的，我很快就把數據帶回來”，這是一種承諾。基于這個承諾，M 才能安排后面撰寫關于車間的匯報材料。這個過程用偽代碼來描述就是

function collectData(): Promise {
    // N 去收集數據，產生了一個承諾
    return new Promise(resolve => {
        collect data from workshop
        // 這個承諾最終會帶來數據
        resolve(data)
    })
}

function writeWorkshopReport(data) {
    write report with data
}

// 收集數據的承諾兌現之后，可將這個數據用于寫報告
collectData()
    .then(data => writeWorkshopReport(data))

以 JavaScript 為代表的一些語言 SDK 中使用了Promise。不過 C# 中是采用的Task和Task<T>，相應的，使用了Task.ContinueWith和Task<T>.ContinueWith來代替Promise.then。

異步邏輯同步化

上面提到了同步思維和異步思維在一個處理步驟中的區別。如果跳出一個處理步驟，從更大范圍的處理流程來看，異步與同步其實也沒多大區別，都是輸入-->處理-->產生輸出-->將輸出用于下一步驟，唯一要注意的是需要等待異步處理產生的輸出，我們可以稱之為異步等待。由于我們可以一邊進行異步等待（async wait，簡寫 await），一邊做別的事情，所以這個等待并不產生阻塞。但是，由于聲明了這個等待，編譯器/解釋器會將后面的代碼自動放在等待完成之后調用，這讓異步代碼寫起來就像寫同步代碼一樣。

上面的例子使用異步等待的偽代碼會像這樣

async function collectData(): Promise {
    collect data from workshop
    // 多數語言會把 async 函數的返回值封裝成 Promise
    return data
}

function writeWorkshopReport(data) {
    write report with data
}

// await 只能用于聲明為 async 的函數中
async function main() {
    data = await collectData()
    writeWorkshopReport(data)
}

// 定義了異步 main 函數，一定要記得調用，不然它是不會執行的
main()

像 C# 和 JavaScript 等語言都從語法層面規定了await必須用在聲明為async的函數中，這就從編譯/解釋的層面限定了await的用途，只要使用了await，那它所處的就一定是一個異步上下文。而async也要求編譯器/解釋器對其返回值進行一些自動處理，比如在 JavaScript 中，其返回值如果不是 Promise 對象，它會自動封裝成一個 Promise 對象；而在 C# 中，它會自動封裝成Task或Task<T>（所以async方法的類型需要聲明為Task或Task<T>）。

注意，注意，注意

盡管語言服務在異步程序同步化方面已經做了很多工作，但是仍然避免不了一些人為錯誤，比如忘記寫await關鍵字。在強類型語言中編譯器會檢查得嚴格一些，但如果是在 JavaScript 中，忘記寫await意味著原本應該取得一個值的語句，會取到一個 Promise。解釋器不會對此質疑，但程序運行的結果會不正確。

小結

總的來說，異步編程并不是特別困難的事情。使用 async/await 語言特性甚至可以用類似編寫同步代碼的方法來編寫異步代碼。但語法糖終究是糖，要想把異步編程掌握得更好，還是需要去了解和熟悉異步、回調、Promise、模塊化、設計模式、重構等概念。

99偷拍视频精品区一区二,口述久久久久久久久久久久,国产精品夫妇激情啪发布,成人永久免费网站在线观看,国产精品高清免费在线,青青草在线观看视频观看,久久久久久国产一区,天天婷婷久久18禁,日韩动漫av在线播放直播

異步編程需要“意識”-創新互聯