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JavaScript知识总结异步编程篇(js必学知识点)

编辑：rootadmin

这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识，希望对大家有所帮助 1. 异步编程的实现方式？ JavaScript中的异步机制可以分为以下几种：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。 Pro ... 这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识，希望对大家有所帮助

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1. 异步编程的实现方式？

JavaScript中的异步机制可以分为以下几种：

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。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。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。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。2. setTimeout、Promise、Async/Await 的区别（1）setTimeoutconsole.log('script start')//1. 打印 script startsetTimeout(function(){console.log('settimeout')// 4. 打印 settimeout})// 2. 调用 setTimeout 函数，并定义其完成后执行的回调函数console.log('script end')//3. 打印 script start// 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then/catch等，当主栈完成后，才会去调用resolve/reject中存放的方法执行，打印p的时候，是打印的返回结果，一个Promise实例。

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')})console.log('script end')// 输出顺序: script start->promise1->promise1 end->script end->promise2->settimeout

当JS主线程执行到Promise对象时：

promise1.then() 的回调就是一个 taskpromise1 是 resolved或rejected: 那这个 task 就会放入当前事件循环回合的 microtask queuepromise1 是 pending: 这个 task 就会放入事件循环的未来的某个(可能下一个)回合的 microtask queue 中setTimeout 的回调也是个 task ，它会被放入 macrotask queue 即使是 0ms 的情况（3）async/awaitasync 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

async 函数返回一个 Promise 对象，当函数执行的时候，一旦遇到 await 就会先返回，等到触发的异步操作完成，再执行函数体内后面的语句。可以理解为，是让出了线程，跳出了 async 函数体。

例如：

async function func1() {return 1}console.log(func1())

func1的运行结果其实就是一个Promise对象。因此也可以使用then来处理后续逻辑。

func1().then(res => {console.log(res); // 30})

await的含义为等待，也就是 async 函数需要等待await后的函数执行完成并且有了返回结果（Promise对象）之后，才能继续执行下面的代码。await通过返回一个Promise对象来实现同步的效果。

3. 对Promise的理解

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。

（1）Promise的实例有三个状态:

Pending（进行中）Resolved（已完成）Rejected（已拒绝）

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。

（2）Promise的实例有两个过程：

pending -> fulfilled : Resolved（已完成）pending -> rejected：Rejected（已拒绝）

注意：一旦从进行状态变成为其他状态就永远不能更改状态了。

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）。

总结：

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。

注意：在构造 Promise 的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

4. Promise的基本用法（1）创建Promise对象

Promise对象代表一个异步操作，有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已成功）和rejected（已失败）。

Promise构造函数接受一个函数作为参数，该函数的两个参数分别是resolve和reject。

const promise = new Promise(function(resolve, reject) {// ... some codeif (/* 异步操作成功 */){resolve(value);} else {reject(error);}});

一般情况下都会使用new Promise()来创建promise对象，但是也可以使用promise.resolve和 promise.reject这两个方法：

Promise.resolve

Promise.resolve(value)的返回值也是一个promise对象，可以对返回值进行.then调用，代码如下：

Promise.resolve(11).then(function(value){console.log(value); // 打印出11});

resolve(11)代码中，会让promise对象进入确定(resolve状态)，并将参数11传递给后面的then所指定的onFulfilled 函数；

创建promise对象可以使用new Promise的形式创建对象，也可以使用Promise.resolve(value)的形式创建promise对象；

Promise.reject

Promise.reject 也是new Promise的快捷形式，也创建一个promise对象。代码如下：

Promise.reject(new Error(“我错了，请原谅俺！！”));

就是下面的代码new Promise的简单形式：

new Promise(function(resolve,reject){reject(new Error("我错了，请原谅俺！！"));});

下面是使用resolve方法和reject方法：

上面的代码的含义是给testPromise方法传递一个参数，返回一个promise对象，如果为true的话，那么调用promise对象中的resolve()方法，并且把其中的参数传递给后面的then第一个函数内，因此打印出 “hello world”, 如果为false的话，会调用promise对象中的reject()方法，则会进入then的第二个函数内，会打印No thanks；

（2）Promise方法

Promise有五个常用的方法：then()、catch()、all()、race()、finally。下面就来看一下这些方法。

then()

当Promise执行的内容符合成功条件时，调用resolve函数，失败就调用reject函数。Promise创建完了，那该如何调用呢？

promise.then(function(value) {// success}, function(error) {// failure});

then方法可以接受两个回调函数作为参数。第一个回调函数是Promise对象的状态变为resolved时调用，第二个回调函数是Promise对象的状态变为rejected时调用。其中第二个参数可以省略。

then方法返回的是一个新的Promise实例（不是原来那个Promise实例）。因此可以采用链式写法，即then方法后面再调用另一个then方法。

当要写有顺序的异步事件时，需要串行时，可以这样写：

let promise = new Promise((resolve,reject)=>{ajax('first').success(function(res){resolve(res);})})promise.then(res=>{return new Promise((resovle,reject)=>{ajax('second').success(function(res){resolve(res)})})}).then(res=>{return new Promise((resovle,reject)=>{ajax('second').success(function(res){resolve(res)})})}).then(res=>{})

那当要写的事件没有顺序或者关系时，还如何写呢？可以使用all 方法来解决。

2. catch()

Promise对象除了有then方法，还有一个catch方法，该方法相当于then方法的第二个参数，指向reject的回调函数。不过catch方法还有一个作用，就是在执行resolve回调函数时，如果出现错误，抛出异常，不会停止运行，而是进入catch方法中。

p.then((data) => {console.log('resolved',data);},(err) => {console.log('rejected',err);});p.then((data) => {console.log('resolved',data);}).catch((err) => {console.log('rejected',err);});

3. all()

all方法可以完成并行任务，它接收一个数组，数组的每一项都是一个promise对象。当数组中所有的promise的状态都达到resolved的时候，all方法的状态就会变成resolved，如果有一个状态变成了rejected，那么all方法的状态就会变成rejected。

javascriptlet promise1 = new Promise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(1);},2000)});let promise2 = new Promise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(2);},1000)});let promise3 = new Promise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(3);},3000)});Promise.all([promise1,promise2,promise3]).then(res=>{console.log(res);//结果为：[1,2,3]})

调用all方法时的结果成功的时候是回调函数的参数也是一个数组，这个数组按顺序保存着每一个promise对象resolve执行时的值。

（4）race()

race方法和all一样，接受的参数是一个每项都是promise的数组，但是与all不同的是，当最先执行完的事件执行完之后，就直接返回该promise对象的值。如果第一个promise对象状态变成resolved，那自身的状态变成了resolved；反之第一个promise变成rejected，那自身状态就会变成rejected。

那么race方法有什么实际作用呢？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：

Promise.race([promise1,timeOutPromise(5000)]).then(res=>{})

5. finally()

finally方法用于指定不管 Promise 对象最后状态如何，都会执行的操作。该方法是 ES2018 引入标准的。

promise.then(result => {···}).catch(error => {···}).finally(() => {···});

上面代码中，不管promise最后的状态，在执行完then或catch指定的回调函数以后，都会执行finally方法指定的回调函数。

下面是一个例子，服务器使用 Promise 处理请求，然后使用finally方法关掉服务器。

server.listen(port).then(function () {// ...}).finally(server.stop);

finally方法的回调函数不接受任何参数，这意味着没有办法知道，前面的 Promise 状态到底是fulfilled还是rejected。这表明，finally方法里面的操作，应该是与状态无关的，不依赖于 Promise 的执行结果。finally本质上是then方法的特例：

promise.finally(() => {// 语句});// 等同于promise.then(result => {// 语句return result;},error => {// 语句throw error;});

上面代码中，如果不使用finally方法，同样的语句需要为成功和失败两种情况各写一次。有了finally方法，则只需要写一次。

5. Promise解决了什么问题

在工作中经常会碰到这样一个需求，比如我使用ajax发一个A请求后，成功后拿到数据，需要把数据传给B请求；那么需要如下编写代码：

let fs = require('fs')fs.readFile('./a.txt','utf8',function(err,data){fs.readFile(data,'utf8',function(err,data){fs.readFile(data,'utf8',function(err,data){console.log(data)})})})

上面的代码有如下缺点：

后一个请求需要依赖于前一个请求成功后，将数据往下传递，会导致多个ajax请求嵌套的情况，代码不够直观。如果前后两个请求不需要传递参数的情况下，那么后一个请求也需要前一个请求成功后再执行下一步操作，这种情况下，那么也需要如上编写代码，导致代码不够直观。

Promise出现之后，代码变成这样：

let fs = require('fs')function read(url){return new Promise((resolve,reject)=>{fs.readFile(url,'utf8',function(error,data){error && reject(error)resolve(data)})})}read('./a.txt').then(data=>{return read(data)}).then(data=>{return read(data)}).then(data=>{console.log(data)})

这样代码看起了就简洁了很多，解决了地狱回调的问题。

6. 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

顾名思义，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：

Promise.race([promise1,timeOutPromise(5000)]).then(res=>{})7. 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。当然语法上强制规定await只能出现在asnyc函数中，先来看看async函数返回了什么：

async function testAsy(){return 'hello world';}let result = testAsy();console.log(result)

所以，async 函数返回的是一个 Promise 对象。async 函数（包含函数语句、函数表达式、Lambda表达式）会返回一个 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，就像这样：

async function testAsy(){return 'hello world'}let result = testAsy()console.log(result)result.then(v=>{console.log(v) // hello world})

那如果 async 函数没有返回值，又该如何？很容易想到，它会返回 Promise.resolve(undefined)。

联想一下 Promise 的特点——无等待，所以在没有 await 的情况下执行 async 函数，它会立即执行，返回一个 Promise 对象，并且，绝不会阻塞后面的语句。这和普通返回 Promise 对象的函数并无二致。

注意：Promise.resolve(x) 可以看作是 new Promise(resolve => resolve(x)) 的简写，可以用于快速封装字面量对象或其他对象，将其封装成 Promise 实例。

8. await 到底在等啥？

await 在等待什么呢？一般来说，都认为 await 是在等待一个 async 函数完成。不过按语法说明，await 等待的是一个表达式，这个表达式的计算结果是 Promise 对象或者其它值（换句话说，就是没有特殊限定）。

因为 async 函数返回一个 Promise 对象，所以 await 可以用于等待一个 async 函数的返回值——这也可以说是 await 在等 async 函数，但要清楚，它等的实际是一个返回值。注意到 await 不仅仅用于等 Promise 对象，它可以等任意表达式的结果，所以，await 后面实际是可以接普通函数调用或者直接量的。所以下面这个示例完全可以正确运行：

await 表达式的运算结果取决于它等的是什么。

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。

来看一个例子：

这就是 await 必须用在 async 函数中的原因。async 函数调用不会造成阻塞，它内部所有的阻塞都被封装在一个 Promise 对象中异步执行。await暂停当前async的执行，所以'cug''最先输出，hello world'和‘cuger’是3秒钟后同时出现的。

9. async/await的优势

单一的 Promise 链并不能发现 async/await 的优势，但是，如果需要处理由多个 Promise 组成的 then 链的时候，优势就能体现出来了（很有意思，Promise 通过 then 链来解决多层回调的问题，现在又用 async/await 来进一步优化它）。

假设一个业务，分多个步骤完成，每个步骤都是异步的，而且依赖于上一个步骤的结果。仍然用 setTimeout 来模拟异步操作：

/*** 传入参数 n，表示这个函数执行的时间（毫秒）* 执行的结果是 n + 200，这个值将用于下一步骤*/function takeLongTime(n) {return new Promise(resolve => {setTimeout(() => resolve(n + 200), n);});}function step1(n) {console.log(`step1 with ${n}`);return takeLongTime(n);}function step2(n) {console.log(`step2 with ${n}`);return takeLongTime(n);}function step3(n) {console.log(`step3 with ${n}`);return takeLongTime(n);}

现在用 Promise 方式来实现这三个步骤的处理：

输出结果 result 是 step3() 的参数 700 + 200 = 900。doIt() 顺序执行了三个步骤，一共用了 300 + 500 + 700 = 1500 毫秒，和 console.time()/console.timeEnd() 计算的结果一致。

如果用 async/await 来实现呢，会是这样：

async function doIt() {console.time("doIt");const time1 = 300;const time2 = await step1(time1);const time3 = await step2(time2);const result = await step3(time3);console.log(`result is ${result}`);console.timeEnd("doIt");}doIt();

结果和之前的 Promise 实现是一样的，但是这个代码看起来是不是清晰得多，几乎跟同步代码一样

10. async/await对比Promise的优势代码读起来更加同步，Promise虽然摆脱了回调地狱，但是then的链式调⽤也会带来额外的阅读负担 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。 11. async/await 如何捕获异常async function fn(){try{let a = await Promise.reject('error')}catch(error){console.log(error)}}12. 并发与并行的区别？并发是宏观概念，我分别有任务 A 和任务 B，在一段时间内通过任务间的切换完成了这两个任务，这种情况就可以称之为并发。并行是微观概念，假设 CPU 中存在两个核心，那么我就可以同时完成任务 A、B。同时完成多个任务的情况就可以称之为并行。13. 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？

以下代码就是一个回调函数的例子：

ajax(url, () => {// 处理逻辑})

回调函数有一个致命的弱点，就是容易写出回调地狱（Callback hell）。假设多个请求存在依赖性，可能会有如下代码：

ajax(url, () => {// 处理逻辑ajax(url1, () => {// 处理逻辑ajax(url2, () => {// 处理逻辑})})})

以上代码看起来不利于阅读和维护，当然，也可以把函数分开来写：

function firstAjax() {ajax(url1, () => {// 处理逻辑secondAjax()})}function secondAjax() {ajax(url2, () => {// 处理逻辑})}ajax(url, () => {// 处理逻辑firstAjax()})

以上的代码虽然看上去利于阅读了，但是还是没有解决根本问题。回调地狱的根本问题就是：

嵌套函数存在耦合性，一旦有所改动，就会牵一发而动全身嵌套函数一多，就很难处理错误

当然，回调函数还存在着别的几个缺点，比如不能使用 try catch 捕获错误，不能直接 return。

14. setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame 各有什么特点？

异步编程当然少不了定时器了，常见的定时器函数有 setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame。最常用的是setTimeout，很多人认为 setTimeout 是延时多久，那就应该是多久后执行。

其实这个观点是错误的，因为 JS 是单线程执行的，如果前面的代码影响了性能，就会导致 setTimeout 不会按期执行。当然了，可以通过代码去修正 setTimeout，从而使定时器相对准确：

let period = 60 * 1000 * 60 * 2let startTime = new Date().getTime()let count = 0let end = new Date().getTime() + periodlet interval = 1000let currentInterval = intervalfunction loop() {count++// 代码执行所消耗的时间let offset = new Date().getTime() - (startTime + count * interval);let diff = end - new Date().getTime()let h = Math.floor(diff / (60 * 1000 * 60))let hdiff = diff % (60 * 1000 * 60)let m = Math.floor(hdiff / (60 * 1000))let mdiff = hdiff % (60 * 1000)let s = mdiff / (1000)let sCeil = Math.ceil(s)let sFloor = Math.floor(s)// 得到下一次循环所消耗的时间currentInterval = interval - offsetconsole.log('时：'+h, '分：'+m, '毫秒：'+s, '秒向上取整：'+sCeil, '代码执行时间：'+offset, '下次循环间隔'+currentInterval)setTimeout(loop, currentInterval)}setTimeout(loop, currentInterval)

接下来看 setInterval，其实这个函数作用和 setTimeout 基本一致，只是该函数是每隔一段时间执行一次回调函数。

通常来说不建议使用 setInterval。第一，它和 setTimeout 一样，不能保证在预期的时间执行任务。第二，它存在执行累积的问题，请看以下伪代码

function demo() {setInterval(function(){console.log(2)},1000)sleep(2000)}demo()

以上代码在浏览器环境中，如果定时器执行过程中出现了耗时操作，多个回调函数会在耗时操作结束以后同时执行，这样可能就会带来性能上的问题。

如果有循环定时器的需求，其实完全可以通过 requestAnimationFrame 来实现：

function setInterval(callback, interval) {let timerconst now = Date.nowlet startTime = now()let endTime = startTimeconst loop = () => {timer = window.requestAnimationFrame(loop)endTime = now()if (endTime - startTime >= interval) {startTime = endTime = now()callback(timer)}}timer = window.requestAnimationFrame(loop)return timer}let a = 0setInterval(timer => {console.log(1)a++if (a === 3) cancelAnimationFrame(timer)}, 1000)

首先 requestAnimationFrame 自带函数节流功能，基本可以保证在 16.6 毫秒内只执行一次（不掉帧的情况下），并且该函数的延时效果是精确的，没有其他定时器时间不准的问题，当然你也可以通过该函数来实现 setTimeout。

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