异步编程之Generator(2)——剖析特性

发表于 2015-05-08   |  

异步编程系列教程：

  1. (翻译)异步编程之Promise(1)——初见魅力
  2. 异步编程之Promise(2)：探究原理
  3. 异步编程之Promise(3)：拓展进阶
  4. 异步编程之Generator(1)——领略魅力
  5. 异步编程之Generator(2)——剖析特性
  6. 异步编程之co——源码分析

Generator基础

继上一篇见识过其配合promise带来的超爽的异步编程体验，我想应该大部分同学都会想好好看一下，到底这个Generator是什么？接下来我们会对Generator的特性进行剖析，让我们对接下来学习co源码打个扎实的基础。

起源

我们首先得知道，Generator一开始并不是用来做异步编程的，是后来的大牛们挖掘了它的特性，让它在异步编程里大放异彩。其实Generator是生成遍历器的构造器，ES6定义了一个遍历器的接口Iterator。任何数据结构满足Iterator接口，都可以统一实现遍历操作。一步一步的调用next()或者for..of循环都可以遍历实现Iterator接口的数据结构。

我们简单说一下遍历对象的next()是怎样的：

  1. 第一次调用next()会直接指向第一个数据的位置，然后返回数据的信息。结构是这样的：{value: AnyType, done: Boolean}。value属性是指该数据的值，done则是标志是否已经true，结束了。
  2. 再一次调用next()则指向下一个数据，返回相应的数据信息。
  3. 重复第二步，一直到数据结束，返回{value: undefined, done: true}。则表示遍历已经全部完成。

这就是Iterator最基本的实现，当然这里是很片面的，若要展开说，基本又是一大篇文章可以写。这里就直接给出阮一峰老师关于Iterator的文章：10. Iterator和for…of循环

定义

在我们知道了Generator生成的遍历对象是什么之后，我们看一下如何定义这样的Generator函数。对上一篇有印象的同学，应该记得函数标识符后面有一个诡异的星号function* ()。其实这个星号在括号前也是没关系的，这里我是参考了co源码的。我们一旦定义了一个带星号的函数之后，用这个构造器生成的对象在harmony模式里就成了Generator对象（下面我会称其为遍历器）。我们可以测试一下一段代码。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
var toString = Object.prototype.toString;

var Generator = function* (){
    yield "hello";
    yield "world";
};

var gen = Generator(); // 可以省去new来创建对象

console.log(toString.call(Generator)); // [object Function]
console.log(toString.call(gen));       // [object Generator]

这样我们通过调用特殊定义的Generator构造器，生成一个遍历器([object Generator])。那我们要遍历的话必须得知道遍历的每个成员，yield就是用来定义遍历成员的。也就是说，遍历器进行遍历的时候会以yield为间隔，一个yield一个成员，不断往下走直到不存在下一个yield。

在上面的例子中，就是第一次遍历到yield得到”hello”，第二次继续执行遍历操作到yield得到”world”，最后再执行就发现没有了，也就是done: true结束遍历。

接下来我们会详细说一下，遍历器是遍历的各种特性。

Generator特性

遍历

我们需要执行遍历，首先就是要得到遍历器。前面也说过了，就是调用Generator构造器生成的。然后该遍历器会有一个方法next()用来进行遍历操作，并且每一次的操作都会在yield处停止，并等待下一次的next()指令。我们看一看刚才的代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
var Generator = function* (){
    yield "hello";
    yield "world";
};

var gen = new Generator();

console.log(gen.next()); // { value: 'hello', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: 'world', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: undefined, done: true }

我们可以看到最后当done: true时，value是undefined。其实我们return出去一个值，就会成为该value的值。其实换一个角度更加有意思，就是当你return出一个值，这个值必定是done: true。我们可以改一下上面的例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
var Generator = function* (){
    yield "hello";
    return "world";
    yield "!";
};

var gen = new Generator();

console.log(gen.next()); // { value: 'hello', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: 'world', done: true }
console.log(gen.next()); // { value: undefined, done: true }

我们可以看到，如果遍历器去找感叹号的yield话，应该是value: '!'。但是因为提前return结束了遍历器，所以最后得到了{ value: 'world', done: true }。

yield传值

我们知道了每一次遍历器执行到yield处后，会把值放在一个对象中的属性中返回出去。但是我们在Generator构造器里怎么利用这个值呢？其实我们可以为遍历器的next(res)传入一个参数，这个参数将会成为这一次yield的值。乍一看，好像不大清楚，看看代码就懂了。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
var Generator = function* (){
    var hello = yield "hello";
    console.log(hello);           // hi
    var world = yield "world";
    console.log(world);           // undefined
};

var gen = new Generator();

var first = gen.next("nothing");
var second = gen.next("hi");
var third = gen.next();

我们第一次next()相当于启动器，这个时候传入任何参数都是被忽略的，因为这个参数无法作为上一个yield的值（没有上一个）。到我们第二次的next("hi")，传入了一个”hi”字符串，这个参数就成为了yield的值，直接赋值给hello变量并打印出来。我们最后一个world变量是undefined，是因为next()并没有传入任何参数。可以这么说，每一次遍历器遍历得到的成员的值，和yield的值是没有必然联系的。

所以我们看代码的执行顺序也是很有趣的一件事，遍历器会执行到语句yield右侧即停止。等到下一次next()启动，然后才会根据yield得到的值，对语句左侧变量进行赋值。这样想的话，如果我们下一次yield语句，依赖第一次的值，我们就需要在next()里传入上一次的value。我们对上一次的代码做个小小的添加。

1
2
3
var first = gen.next("nothing");
var second = gen.next("hi");
var third = gen.next(second.value); //构造函数的world变量值也会是"hi"。

这个是Generator非常重要的特性，下去要好好实践一番，加深印象。接下来co源码分析，这个特性配合promise可以放华丽的大招。

遍历遍历器里的遍历器

我起这个标题挺有意思的，哈哈哈。其实就和递归栈差不多，也就是说，当yield的是另一个遍历器，那么代码会进入到另一个遍历器里，直到结束后，才交回代码控制权。看一看咯：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
var Generator = function* (){
    yield  "hello";
    yield *anotherGen;
    yield "world";
    return "hello world";
};

var AnotherGenerator = function* (){
    yield "强势插入！";
    yield "不给hello world！";
}

var gen = new Generator();
var anotherGen = new AnotherGenerator();

console.log(gen.next()); // { value: 'hello', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: '强势插入！', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: '不给hello world！', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: 'world', done: false }
console.log(gen.next()); // { value: 'hello world', done: true }

当我们需要遍历一个遍历器，那么*也是需要的，可以参考一下上面。

总结

我们知道了遍历对象遍历时得到的什么，还有next(res)传入参数有什么用，这对接下来的分析有着至关重要的作用。到这里，对Generator分析已经是差不多了。如果想要更深入了解的，可以去阮老师的博客看一看：11. Generator函数。

接下来一篇文章就是对co源码的分析，先预习和复习一些东西吧。我们回顾一下promise，我们在将一个异步操作promise化后，当我们调用这个异步操作，我们会得到一个promise对象。所以我们可以想象一下：

  1. 我们调用遍历器的next()得到该异步的promise对象
  2. 在promise对象的then()中的resolve对数据进行处理
  3. 把数据作为参数传入next(res)，进行下一次异步操作
  4. 直到迭代器的done: true，结束遍历。

这样我们就可以一环扣一环的将Generator函数里的异步操作进行迭代，形成一种异步编程同步写法的优良体验。当然我们这里不会详细说，如何去实现，因为我会在下一篇好好讲讲。

#Generator #javascript #异步编程
异步编程之co——源码分析
异步编程之Generator(1)——领略魅力