typescript async|极客笔记

typescript async

引言

近年来，前端开发日新月异，随之而来的是对于异步编程的需求不断增长。在 JavaScript 的世界中，为了满足这种需求，出现了许多用于处理异步操作的工具和技术。而 TypeScript 作为一种强类型的 JavaScript 超集语言，在异步编程方面同样有着丰富的支持。

本文将详解 TypeScript 中如何处理异步编程，并介绍 TypeScript 提供的异步编程机制和常见的异步处理模式。我们将逐步引入异步代码的复杂性，并探讨如何使用 TypeScript 解决这些问题。

回调函数

在 JavaScript 中，最常用的处理异步操作的方式是使用回调函数。回调函数是一种通过将函数作为参数传递给其他函数，以便在操作完成时得到通知的机制。

基本示例

我们以一个简单的示例来介绍回调函数的使用。假设我们有一个函数 getUser，用于从服务器获取用户信息。接下来，我们将以回调函数作为参数传递给 getUser，以获取用户信息后进行相应的处理。

function getUser(callback: (user: User) => void) {
  // 模拟从服务器获取用户信息
  setTimeout(() => {
    const user = { name: 'John', age: 25 };
    callback(user);
  }, 1000);
}

// 使用回调函数处理异步操作
getUser((user) => {
  console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
});

在上述示例中，getUser 函数模拟了从服务器获取用户信息的过程，并在获取到用户信息后，通过调用传入的回调函数将用户信息传递给外部。

回调函数的问题

尽管回调函数是最常见的处理异步操作的方式，但它也存在一些问题。

一是回调地狱。当我们处理多个嵌套的异步操作时，通过回调函数来编写代码会导致代码结构变得混乱，难以维护。下面是一个示例，用于获取用户信息后再获取用户订单并打印订单列表。

getUser((user) => {
  getOrders(user.id, (orders) => {
    printOrders(orders);
  });
});

上述代码中，我们首先通过回调函数获取用户信息，然后在回调函数中再次调用另一个获取订单的异步函数，最后在回调函数中打印订单列表。这种嵌套的回调函数会造成代码的层次过深，不易阅读和维护。

二是错误处理困难。在回调函数的传统方式中，如果某个异步操作发生错误，我们通常将错误作为回调函数的第一个参数传递。但是当处理多个异步操作时，要正确处理所有可能发生的错误会变得非常麻烦。

Promise 对象

Promise 是异步操作的一种更优雅的解决方案，它可以解决回调函数存在的问题，并提供了更友好的错误处理机制。

基本示例

在 TypeScript 中，可以使用 ES6 引入的 Promise 对象来处理异步操作。下面是一个使用 Promise 的示例：

function getUser(): Promise<User> {
  return new Promise<User>((resolve, reject) => {
    // 模拟从服务器获取用户信息
    setTimeout(() => {
      const user = { name: 'John', age: 25 };
      resolve(user);
    }, 1000);
  });
}

function getOrders(userId: number): Promise<Order[]> {
  return new Promise<Order[]>((resolve, reject) => {
    // 模拟从服务器获取用户订单
    setTimeout(() => {
      const orders = [{ id: 1, name: 'Order 1' }, { id: 2, name: 'Order 2' }];
      resolve(orders);
    }, 1000);
  });
}

getUser()
  .then((user) => {
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    return getOrders(user.id);
  })
  .then((orders) => {
    printOrders(orders);
  })
  .catch((error) => {
    console.error('发生错误', error);
  });

在上述示例中，我们使用 Promise 对象重写了之前的示例。getUser 函数和 getOrders 函数分别返回一个 Promise 对象，该对象在异步操作完成时调用 resolve 方法，并传递结果给外部。

new Promise<T>((resolve, reject) => {
  // 异步操作
  // ...
  resolve(result);
});

通过使用 Promise，我们可以使用链式的 then 方法来依次处理异步操作的结果。在示例中，我们先获取用户信息，然后在获取用户信息成功后，继续获取订单信息，并在获取订单信息成功后打印订单列表。

当然，Promise 不仅提供了链式调用的语法糖，它还封装了异步操作的状态、结果和错误信息，使得错误处理更加简洁明确。

并行执行多个异步操作

利用 Promise，我们还可以方便地并行执行多个异步操作，并等待它们全部完成。我们可以使用 Promise.all 方法来实现这一点。

const userPromise = getUser();
const ordersPromise = getOrders();

Promise.all([userPromise, ordersPromise])
  .then(([user, orders]) => {
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    printOrders(orders);
  })
  .catch((error) => {
    console.error('发生错误', error);
  });

上述代码中，我们先分别获取用户信息和订单信息，并将它们分别封装为 Promise 对象。然后使用 Promise.all 方法来等待这两个异步操作全部完成。当它们都完成后，我们可以在 then 方法中同时获得用户信息和订单信息，并进行相应的处理。

async/await

在 ES8 中，JavaScript 引入了 async/await 语法，它是 Promise 的一种更简洁、更直观的使用方式。在 TypeScript 中同样支持 async/await 语法，我们可以用它来处理异步操作。

基本示例

以下是使用 async/await 处理异步操作的示例：

async function getUserAndOrders() {
  try {
    const user = await getUser();
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    const orders = await getOrders(user.id);
    printOrders(orders);
  } catch (error) {
    console.error('发生错误', error);
  }
}

getUserAndOrders();

在上述示例中，我们定义了一个名为 getUserAndOrders 的异步函数。在函数体中，我们使用 await 关键字来等待异步操作的结果，以及处理可能发生的错误。

await 关键字可以用于任何返回 Promise 对象的异步操作，它会暂停函数执行，直到 Promise 的状态变为 resolved，然后获取 Promise 的结果。如果 Promise 的状态变为 rejected，那么会抛出一个异常，由 try/catch 块来捕获并处理。

并行执行多个异步操作

使用 async/await，我们可以更清晰地编写并行执行多个异步操作的代码。下面是一个示例：

async function getUserAndOrdersParallel() {
  try {
    const [user, orders] = await Promise.all([getUser(), getOrders()]);
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    printOrders(orders);
  } catch (error) {
    console.error('发生错误', error);
  }
}

getUserAndOrdersParallel();

在上述示例中，我们使用了 Promise.all 方法来并行执行 getUser 和 getOrders 两个异步操作，并等待它们都完成。当它们都完成后，我们可以使用数组解构来同时获得用户信息和订单信息，并进行相应的处理。

异步库和工具

为了方便处理异步操作，TypeScript 社区和开发者们开发了许多异步编程的工具和库。下面简要介绍其中一些常见的工具和库。

Bluebird

Bluebird 是一个功能强大的 Promise 实现，它提供了许多额外的特性，如并发控制、超时设置、Promisify 等。使用 Bluebird 可以进一步简化异步代码的编写。

import * as Promise from 'bluebird';

const getUserAsync = Promise.promisify(getUser);
const getOrdersAsync = Promise.promisify(getOrders);

async function getUserAndOrders() {
  try {
    const user = await getUserAsync();
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    const orders = await getOrdersAsync(user.id);
    printOrders(orders);
  } catch (error) {
    console.error('发生错误', error);
  }
}

getUserAndOrders();

Async

Async 是一个用于处理异步操作的流程控制库，它提供了多个函数来便捷地处理回调函数、Promise、Thunk 等不同的异步模式。

import * as async from 'async';

async.waterfall([
  (callback) => {
    getUser((user) => {
      callback(null, user);
    });
  },
  (user, callback) => {
    getOrders(user.id, (orders) => {
      callback(null, user, orders);
    });
  },
], (error, user, orders) => {
  if (error) {
    console.error('发生错误', error);
  } else {
    console.log(`用户名:  ${user.name}，年龄:$ {user.age}`);
    printOrders(orders);
  }
});