使用JavaScript进行异步编程

毫无疑问，虽然JavaScript的历史比较悠久，但这并不妨碍它成为当今最受欢迎的编程语言之一。对刚接触该语言的人来说，JavaScript的异步特性可能会有一些挑战。在本文中，我们将了解和使用和来编写小型异步程序。通过这些示例，你将了解一些可以在自己程序中使用的异步技巧。

本文中的所有代码示例都是基于Node环境编写的，因此建议安装Node以后运行。虽然所有程序都是为Node编写的，但类似的语法在浏览器中也能同样运行，它们的异步编程的写法和原理是通用的。

序言

不管你是否相信JavaScript是一门真正的编程语言，事实是它现在非常的流行。如果你是Web开发人员，你就更应该花一些时间来学习它的优缺点。

JavaScript是单线程的，并且相当于是非阻塞异步流。如果是刚开始使用JavaScript进行异步编程，那么在调试异步代码时，可能会产生很多烦恼。相比常见的同步编程，异步编程需要更多的耐心和不同的思维方式。

在同步模式中，所有操作都发生在一个队列（或者中，更易于对程序进行推理；但是在异步模式中，操作可以在任何时间点以任何顺序开始或结束，每个函数执行结束的时间是不可预测。因此，仅仅依靠运行的顺序序列是不够的。异步编程需要在程序流程和设计方面进行更多思考。

在本文中，我们会尝试几个简单的异步程序，从简单到复杂。我们将编写实现这两个场景功能：

将文件内容写入另一个文件。

将多个文件的内容写入新文件。

Promises 和 async/await

让我们花点时间快速回顾一下promise和async / await的基础知识。

Promises

是代表异步操作结果的对象。

上有两个回调：和。

一般而言，的结果可以通过获取。而reject的结果可以通过来获取。

可以通过关键字来使用构造函数创建Promise。例如：

这里回调在 resolve时调用，回调在reject时调用。

另外对象有一些实用的静态方法如，，和。

方法可以将多个实例包装成一个新的实例，全部的都的时候返回的是一个结果数组，有任何都会使最后的结果变为。

就是赛跑的意思，意思就是说，里面哪个结果获得的快，就返回那个结果，不管结果本身是状态还是状态。

方法创建一个实例并调用方法处理给定参数。

方法创建一个实例并调用方法处理给定参数。

async/await

的目的是简化同时使用多个时的行为，避免了大量使用回调（而带来的回调地狱）。

正如类似于结构化回调，结合了和 的特点简化了异步程序的编写。

可以使用关键字将函数标记为异步函数。即：或。

函数返回的永远是一个对象。只要是函数的返回值，必然会被包含在对象中。

如果函数内部存在未捕捉到的异常，则通过的返回异常。

可以在函数内部返回对象的语句前使用 。这种情况下，函数的执行将被“暂停”，直到的语句执行完毕，并且返回值不再是一个对象而是其的返回结果。

只在方法内部的有效。

读写单个文件

本节中，我们将编写一个脚本来读取单个文件的内容，并将其写入一个新文件。

首先，我们将为程序的入口创建一个方法：

然后，我们需要创建两个，一个代表文件的内容，另一个代表将内容写入另一个文件的操作结果：

在上面的代码段中，和都是异步的，并且都返回一个。因此，需要使用来确保有返回值，以便在中使用它：

最后，可以考虑一下要在函数中返回什么。在这里，我们打算返回要写入的新文件的名称。要注意的是，返回值将被自动包装在对象中。但是我们需要使用来确保在函数执行完之前得到了的结果：

现在，我们可以调用main函数并将结果或任何未捕获的异常打印出来：

为了使程序更加完整，我们需要使用模块并将和Promise化，即promisify。完整的脚本如下所示：

在上面的代码段中，我们化了和。promisify函数可以将任何遵循Node.js回调风格的函数，转换为基于的函数。

接下来我们聊聊异常处理。你可以通过好几种方法来处理异常，具体取决于你想处理到什么程度。例如，在上面的代码片段中，我们在块里基本上捕获了函数中可能发生的任何异常。不过它只在方法内有用，未捕获的异常会通过该函数的返回。

但是，假设你想做更多的控制，并且希望根据每个方法的错误来做不同的操作。在这种情况下，你可以在每个异步操作中使用或。

使用的情况

我们先来看一下用的情况。

在上面的代码段中，我们添加了两个块。另外，我们在第一个程序块之外创建了变量，以便在整个函数中可用。注意，在每个中，如果出现异常，我们返回的是一个对象。错误对象包含一个消息字段和错误的详细信息。如果发生任何错误，函数会立即返回我们自定义的错误对象。请记住，返回的对象会被自动包含在中。我们可以像以前一样调用函数，不过这次可以在中检查错误对象：

注意，在中，我们会检查对象是否存在错误。如果有，那么我们在这里进行错误处理；否则，我们只需将结果打印到日志。另一个块将捕获运行时错误或程序未处理的其他错误。

使用的情况

除了，我们也可以通过给每个绑定一个来处理异常：

这里你可能注意到了，我们给每个 都加了方法，并返回一个自定义错误对象，类似于前面的示例。如果其中一个步骤有错误，将只返回这一步的结果，该结果仅包含我们的自定义错误对象。

但是，对于第二个操作，如果写操作成功，我们将明确地返回一个空对象。这是因为操作成功时传递给的是，而我们无法访问值的字段。所以如果写入成功，我们要返回一个空对象的。

我们还可以写两个辅助函数，减少一些重复代码：

函数接受一个，并返回一个。如果结果为null或未定义，将使用空对象进行处理；或者是操作的结果。如果有错误，将解析为一个包含错误信息的对象。

辅助函数需要result和msg两个参数，它将返回包含错误结果和自定义消息的对象。

添加这两个函数后，我们可以更新函数：

这里，我们将每个操作传递给函数。然后检查是否有错误，如果有，那么只需调用函数以返回带有自定义错误消息的自定义错误。完整的代码如下所示：

为了更多地减少重复代码并使它变得更加模块化，我们还可以做两件事：

使用并删除所有对的调用。

将这两个辅助函数放到它们自己的文件中。

之后，我们将得到以下内容：

注意，由于我们正在使用，如果不将回调传递给方法，则该函数默认将返回一个。这就是为什么我们删除所有promisify调用，并直接在变量上转换所有调用的原因。另外，我们将两个辅助函数放到了他们自己的文件中。

读写多个文件

在本节中，我们将编写一个脚本，该脚本读取多个文件的内容并将结果写入新文件。此示例的设置与上一节非常相似：

在上面的代码段中，首先我们需要具有所有基于的方法版本的模块。然后，我们将main 函数定义为程序的入口点。我们还定义了一个数组，其中包含要读取的文件的硬编码路径。

接下来，我们将编写一个遍历文件路径的for循环，并读取每个文件的内容：

在A行上，我们定义了for循环。在B行上，我们根据的结果，并将其分配给变量。最后，在C行中，我们将内容记录到控制台。让我们用实际的写文件操作替换log语句：

在上面的代码段中，我们首先在A行中定义文件的路径。然后在B行中，将结果写入新路径，并确保在其上也是如此。我们需要在这里，因为我们要确保在移至下一个文件之前完成写入。最后在C行，我们返回输入文件路径。

现在，上面的实现还可以，但是我们可以做得更好。在上面的实现中，我们一次处理一个文件。也就是说，我们等待每个文件的读写操作完成，然后再移动到下一个文件。实际上，我们可以通过创建一个数组并发地运行每个读写过程，其中的每个表示对文件的读写操作。最后，我们可以用来方法同时处理所有：

在上面的代码段中，我们在A行上定义了一个数组来保存读写。在行B上，我们开始遍历每个文件路径的for循环。在C行上，我们将自调用函数推入数组。在每个函数的主体内，我们读取每个文件的内容并写入一个新文件。在F行上，我们返回的结果是一个对象。最后，在G行中，我们用于同时处理所有。我们还对结果进行解析，该结果解析为保存写入结果的单个数组。如果写操作成功，我们应该得到一个未定义值的数组。这是因为write方法解析为没有发生错误。

即使上面的实现完成了工作，我们也可以做得更好。我们可以在数组上使用带有函数的方法，而无需使用自调用函数。它也将更容易理解：

在上面的代码的A行中我们对数组执行方法，把它传递给一个函数。在函数内部，我们仅执行读写操作。最后在D行，我们调用并传递数组。该数组保存了多个，其中每个代表每次读取和写入的结果。

现在，让我们扩展上面的示例。让我们创建一个文件夹，并将所有新文件放入其中。在进行读写操作之前，我们将需要创建一个函数来为我们创建输出文件夹：

在上面的代码段中，我们首先创建一个名为的函数。在A行，首先，如果文件夹已经存在，则将其删除。我们还等待完成，然后再移至B行。在B行上，我们创建了文件夹，我们也等待完成。现在，在开始读写操作之前，我们可以在函数内部使用该函数：

在A行上，我们等待函数完成，然后再进行读写操作。我们还在行B上更新了输出文件路径。脚本的其余部分几乎相同。我们还将and 变量移到了main函数之外。如果运行上面的脚本，应该会看到一个包含每个输入文件副本的文件夹。

结论

JavaScript从诞生到现在，已经演化为一个非常先进易用的语言，并且以及使异步程序变得更易写也更易读。现在我们已经到了文章的结尾，让我们回顾一些其它的要点：

我们可以与数组的方法一起使用来创建并同时处理它们。我们也可以在等待所有被完成之前使用运算符，即：

如果要在函数内部使用块，则需要在返回的任何值或函数之前使用运算符。

JavaScript是一个功能强大的全栈语言，不仅可以开发Web前端，也使用Node.js开发后端，使用Electron开发桌面应用。同时也可以结合CukeTest、LeanRunner等工具开发自动化测试及RPA，应了那句老话"学好JavaScript，走遍天下都不怕"。学好异步编程是掌握JavaScript的关键，希望这篇文章对你有所帮助。