[转]异步机制与异步原理

Posted 2020-10-16 Sameen

前言

昨天在总结javascript异步编程的时候，提到了promise和目前比较流行的async模块，不过，在比较这两个解决方案的时候，在我个人的认知上感觉两个没有什么太大的本质区别，于是去请教了一些前辈来解答两个不同方案的优劣，在解答的过程中，涉及到了对一些异步原理的部分。

然后，感觉自己整个人的三观都被刷新了。

在了解了一些原理相关的内容之后，发现自己所理解的异步太浮于表面，这和网上看到的一些人的一些技术文章有很大的关系，关于网上发布的一些所谓的技术文章，大多都没有什么权威性，大部分都是个人在某个阶段中所理解的内容，而我对异步的理解也被大量的这类文章所影响，并且深信不疑。

为了最终去了结异步到底是怎样的一个过程，以及异步所产生的初衷，我去寻找了一些比较具有权威性质的文章，然后也请教了一些对于这方面研究比较深入的前辈。

浅谈异步

对于异步，不知道是从哪里第一次接触到的这个词语，我第一次接触到异步，是源自jquery的ajax，jquery对于ajax请求开放了两种方式，一种是同步，一种是异步，而我第一次对于异步的了解就是通过ajax的异步请求。

现在，网上大多数对于异步模式产生原因的解释大多都是这样的：因为javascript的执行环境为单线程，所以程序在执行的时候只能按照顺序执行，而其中一个程序发生太大的资源消耗，会导致后面的程序过长的等待，造成阻塞的情况。

其实，乍一看，这样的解释似乎也没有什么问题，因为在javascript的编程体验上，这样的解释是比较符合开发感受的，久而久之，很多人对于异步的理解就和我一样变成了，为了解决两个需要同时执行的任务这样的理解。

不过，其实将这个想法往深追究其实是站不住脚的，因为不管是采用了怎样的机制，javascript所运行的环境已然是单线程，这是不可改变的事实（worker模块除外），这也就导致了不管表面上是怎样的，实际内部两个任务是不可能同时执行的，在任务队列中，不管怎样都是会有一个执行顺序的。

而也正是因为这样，异步其实并不能本质上解决程序阻塞的问题。

举个例子：

function bendan (callback) {     callback(); } bendan(() => {     console.log(1);     for(var i = 0; i < 100000000; i++) {         console.log(2);     } }); console.log(3);

上面这段代码是一个比较好理解的异步过程，如果按照错误的异步理解方式，那么这个程序运行的结果应该是可以将3顺利的打出，甚至应该在打印2这个比较耗费资源的过程之前就打印出3，但是，实际上的结果是，这段程序在打印2的时候就发生了阻塞，3并不能顺利的打印出来。

这就是异步和多线程最本质的区别，也就此说明了，异步本质上其实解决不来资源消耗所发生的阻塞问题。

异步原理

那么，异步到底是为了解决什么样的问题的呢？或者说他究竟是怎样的情况下被发明出来的呢？

这要从javascript的特性以及发展说起，javascript这个语言在发明的过程中，其实考虑的并不是很完善，因此有很多地方和最初设想的不太一样，比较典型的例子就是闭包，闭包的产生其实最初只是因为javascript垃圾回收机制的一个缺陷所产生的一个问题，但是却意外地变成了一个彩蛋，类似这样的有很多，只不过没有其他作用的变成了坑，而可以在其他方面有发展的则变成了彩蛋。

异步其实就是如此。

javascript有一个其他语言所不太具备的方便设计，回调，当然，其他的语言现在也可以实现回调，只不过回调的实现成本比较高，就比如java之前不支持回调，如果想要实现回调的相关效果，需要定义个interface，a去赋值，b函数接收他，这个回调函数还是个局部变量，a改了，b里的也改了，然后b里再去执行，这样很繁琐。

但是javascript不一样，javascript在设计中本身就对回调进行了支持，而在往下看，回调产生了一个很有趣的东西，那就是闭包，而闭包把自身的作用域暴露给了其它对象，什么意思呢？就是说它自身也不知道什么时候会被执行，所以产生了异步，如果这个function，用了函数局部变量，那传到外面后执行也能拿到，为什么，因为作用域出去了，就是闭包，所以promise，async是为了解决这种问题，让回调函数被执行完了，再往下执行。

也就是说，异步其实在最初只是为了使用回调所产生了一个结果。

那么为什么异步就变成了彩蛋，然后现在被打大量的使用呢？还有，异步的具体使用场景究竟是什么呢？

这要从程序运行的资源消耗说起，首先要明确一个概念，运行时间长并不代表所消耗的资源多，举个简单的例子，ajax请求，在这样的请求中会有较大的时间开销，但是这一过程中并没有太大的资源消耗，或者说对于javascript所执行的环境来说几乎没有什么资源的消耗。

所以在这样的过程中，其实主线程是空闲着的，如果不是异步的行为，那它所做的只有一件事，那就是等待，等待请求的响应，那么，其实在这样的一个过程中，完全可以把主线程在等待时候的资源开放出来进行其他的操作，这就形成了异步。

虽然这样的一种行为，和多线程看似一样，因为都是在前面的程序没有执行完的时候就开始执行了下面的程序，但是实际上却是有着本质的区别，如果不是像这种等待的操作，而是运算量比较大的那种，单线程会卡住，而这种情况只有多线程能解决，异步不能。

然后，javascript是怎样做到利用这个等待资源的呢，这和javascript的运行机制有关，它会把需要执行的放在一个执行队列中，像是这种需要等待的程序，他在会在执行了之后将他排在后面，然后执行其他的任务，指导它等待结束之后，执行它的回调。

对于这样一个过程的具体实现，要引入一个叫做帧的概念，对于同步代码是在当前帧运行的，异步代码是在下一帧运行的。

盗用一个别人的讲解图。

这样就能简单的理解这个运行过程。

总结

首先，最大的感触就是，对于网络上的一些技术文章要有判断能力，虽然说这是可以获取很多新技术的最有效的途径，但是很多技术文章也都是个人的见解，他们说出的一些不具有权威性，也不需要负任何的责任，其次，最好还是多看书，大部分可以出版的内容还是具有一些权威性的，至少要比网上的要好。

其实对于异步的理解对于业务相关影响不是特别大，但是像是这样的理解偏差可能会造成一些不可预计的坑，所以能了解本质的话还是要尽量的追溯到事情的本质。

然后，现在nodejs已经可以进行多线程的编写，感兴趣的可以去找一些worker。

最后，对于这个的理解之后，我明白了promise和async的区别，async所解决的是实现了同步的写法执行异步操作，更清晰易懂的通过编写同步代码实现异步操作，对于async的理解可以再稍微看看generator，应该会有更深的理解。

 

 

转自 wanglanye