异步（二）：Generator深入理解

[amandakelake]

一、Generator基础认知

最基础的原则就是见到yield就暂停，next()就继续到下一个yield……以此知道函数执行完毕。

先不上理论，直接看一段代码，这里的step()是一个辅助函数，用来控制迭代器，替代手动next()

var a = 1;
var b = 2;
function* foo() {
  a++;
  yield;
  b = b * a;
  a = (yield b) + 3;
}
function* bar() {
  b--;
  yield;
  a = (yield 8) + b;
  b = a * (yield 2);
}
function step(gen) {
  var it = gen();
  var last;
  return function() {
    // 不管yield出来的是什么，下一次都把它原样传回去!
    last = it.next(last).value;
  };
}

a = 1;
b = 2;

var s1 = step(foo);
var s2 = step(bar);

yield和next()调用有一个不匹配，就是说，想要完整跑完一个生成器函数，next()调用总是比yield的数量多一次

为什么会有这个不匹配?
因为第一个 next(..) 总是启动一个生成器，并运行到第一个 yield 处。不过，是第二个 next(..) 调用完成第一个被暂停的 yield 表达式，第三个 next(..) 调用完成第二个 yield， 以此类推。

所以上面的代码中，foo有两个yield，bar有三个yield
所以接下来要跑三次s1()，四次s2()
我们在控制台看每一步的输出，一步一步来分析

分析到这里，对generator的基础工作原理应该就有了大概的认知了。

如果想加深一点理解（皮一下），可以随意调换一下s1和s2的执行顺序，总之就是三个s1和四个s2，对于理解多个生成器如何在共享的作用域上并 发运行也有指导意义。

二、异步迭代生成器

这一段，我们来理解一下生成器与异步编程之间的问题，最直接的就是网络请求了

let data = ajax(url);
console.log(data)

这段代码，大家都知道不能正常工作吧，data是underfined
ajax是一个异步操作，它并没有停下来等到拿到数据之后再赋值给data
而是在发出请求之后，直接就执行了下一句console

既然知道了问题核心在于“没有停下来”
那刚好生成器又有“yield”停下来这个操作，那么二者是不是刚好合拍了呢

看一段代码

function foo() {
  ajax(url, (err, data) => {
    if (err) {
      // 向*main()抛出一个错误 it.throw( err );
    } else {
      // 用收到的data恢复*main()
      it.next(data);
    }
  });
}

function* main() {
  try {
    let data = yield foo();
    console.log(data);
  } catch (err) {
    console.error(err);
  }
}

这段代码使用了生成器，其实跟上一段代码干的是一样的事情，虽然更长更复杂，但实际上更好用，具体原因慢慢分析

两段代码的核心区别在于生成器中使用了yield

在yield foo()的时候，调用了foo()，没有返回值（underfined），所以发出了一个ajax请求，虽然依然是yield underfined，但是没关系，因为这段代码不依赖yield的值来做什么事情，大不了就打印underfined嘛对不对

这里并不是在消息传递的意义上使用 yield，而只是将其用于流程控制实现暂停 / 阻塞。实 际上，它还是会有消息传递，但只是生成器恢复运行之后的单向消息传递。

所以，生成器在 yield 处暂停，本质上是在提出一个问题:“我应该返回什么值来赋给变量 data ?”谁来回答这个问题呢?

看foo，如果ajax请求成功，调用

it.next( data )

会用响应数据恢复生成器，意味着我们暂停的 yield 表达式直接接收到了这个值。然后 随着生成器代码继续运行，这个值被赋给局部变量 data

在生成器内部有了看似完全同步的代码
(除了 yield 关键字本身)，但隐藏在背后的是，在 foo(..) 内的运行可以完全异步

这一部分对于理解生成器与异步编程之间扎下了最核心的内容，万望深刻理解为什么

三、Generator+Promise处理并发流程与优化

接下来来点高级货吧，总不能一直停留在理论上

request是假设封装好的基于Promise的实现方法
run也是假设封装好的能实现重复迭代的驱动Promise链的方法

function *foo() {
  let r1 = yield request(url1);
  let r2 = yield request(url2);

  let r3 = yield request(`${url3}/${r1}/${r2}`);

  console.log(r3)
}
run(foo)

这段代码里，r3是依赖于r1和r2的，同时r1和r2是串行的，但这两个请求是相对独立的，那是不是应该考虑并发执行呢？
但yield 只是代码中一个单独 的暂停点，并不可能同时在两个点上暂停

这样试一下

function *foo() {
  let p1 = request(url1);
  let p2 = request(url2);

  let r1 = yield p1;
  let r2 = yield p2;

  let r3 = yield request(`${url3}/${r1}/${r2}`);

  console.log(r3)
}
run(foo)

看一下yield的位置，p1和p2是并发同时执行的用于 Ajax 请求的 promise，哪一个先完成都无所谓，因为 promise 会按照需要 在决议状态保持任意长时间

然后使用接下来的两个 yield 语句等待并取得 promise 的决议(分别写入 r1 和 r2)。
如果p1先决议，那么yield p1就会先恢复执行，然后等待yield p2恢复。
如果p2先决 议，它就会耐心保持其决议值等待请求，但是 yield p1 将会先等待，直到 p1 决议。
不管哪种情况，p1 和 p2 都会并发执行，无论完成顺序如何，两者都要全部完成，然后才 会发出 r3 = yield request..Ajax 请求。

这种流程控制模型和Promise.all([ .. ]) 工具实现的 gate 模式相同

function *foo() {
  let rs = yield Promise.all([
    request(url1),
    request(url2)
  ]);

  let r1 = rs[0];
  let r2 = rs[1];

  let r3 = yield request(`${url3}/${r1}/${r2}`);
  console.log(r3)
}
run(foo)

四、抽象异步Promise流，简化生成器

到目前位置，Promise都是直接暴露在生成器内部的，但生成器实现异步的要点在于：创建简单、顺序、看似同步的代码，将异步的 细节尽可能隐藏起来。

能不能考虑一下把多余的信息都藏起来，特别是看起来比较复杂的Promise代码呢？

function bar(url1, url2) {
  return Promise.all([request(url1), request(url2)]);
}

function* foo() {
  // 隐藏bar(..)内部基于Promise的并发细节
  let rs = yield bar(url1, url2);
  let r1 = rs[0];
  let r2 = rs[1];

  let r3 = yield request(`${url3}/${r1}/${r2}`);
  console.log(r3);
}
run(foo);

把Promise的实现细节都封装在bar里面，对bar的要求就是给我们一下rs结果而已，我们也不需要关系底层是用什么来实现的

异步，实际上是把Promise，作为一个实现细节看待。

具体到实际生产中，一系列的异步流程控制有可能就是下面的实现方式

function bar() {
  Promise.all([
    bax(...).then(...),
    Promise.race([...])
  ])
  .then(...)
}

这些代码可能非常复杂，如果把实现直接放到生成器内部的话，那几乎就失去了使用生成器的理由了
好好记一下这句话：创建简单、顺序、看似同步的代码，将异步的 细节尽可能隐藏起来。