JavaScript 串行和并行异步操作

1、前言

本文写一下js中es5和es6针对异步函数，串行执行和并行执行的方案。已经串行和并行结合使用的例子。

2、es5方式

在es6出来之前，社区nodejs中针对回调地狱，已经有了promise方案。假如多个异步函数，执行循序怎么安排，如何才能更快的执行完所有异步函数，再执行下一步呢？这里就出现了js的串行执行和并行执行问题。

3、异步函数串行执行

var items = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ];
var results = [];

function async(arg, callback) {
console.log('参数为 ' + arg +' , 1秒后返回结果');
setTimeout(function () { callback(arg * 2); }, 1000);
}

function final(value) {
console.log('完成: ', value);
}

function series(item) {
if(item) {
  async( item, function(result) {
    results.push(result);
    return series(items.shift());// 递归执行完所有的数据
  });
} else {
  return final(results[results.length - 1]);
}
}

series(items.shift());

4、异步函数并行执行

上面函数是一个一个执行的，上一个执行结束再执行下一个，类似es6(es5之后统称es6)中 async 和await，那有没有类似promise.all这种，所有的并行执行的呢？

可以如下写：

var items = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ];
var results = [];

function async(arg, callback) {
console.log('参数为 ' + arg +' , 1秒后返回结果');
setTimeout(function () { callback(arg * 2); }, 1000);
}

function final(value) {
console.log('完成: ', value);
}

items.forEach(function(item) {// 循环完成
async(item, function(result){
  results.push(result);
  if(results.length === items.length) {// 判断执行完毕的个数是否等于要执行函数的个数
    final(results[results.length - 1]);
  }
})
});

5、异步函数串行执行和并行执行结合

假如并行执行很多条异步（几百条）数据，每个异步数据中有很多的（https）请求数据，势必造成tcp 连接数不足，或者堆积了无数调用栈导致内存溢出。所以并行执行不易太多数据，因此，出现了并行和串行结合的方式。

代码可以如下书写：

var items = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ];
var results = [];
var running = 0;
var limit = 2;

function async(arg, callback) {
console.log('参数为 ' + arg +' , 1秒后返回结果');
setTimeout(function () { callback(arg * 2); }, 1000);
}

function final(value) {
console.log('完成: ', value);
}

function launcher() {
while(running < limit && items.length > 0) {
  var item = items.shift();
  async(item, function(result) {
    results.push(result);
    running--;
    if(items.length > 0) {
      launcher();
    } else if(running == 0) {
      final(results);
    }
  });
  running++;
}
}

launcher();

6、es6方式

es6天然自带串行和并行的执行方式，例如串行可以用async和await(前文已经讲解)，并行可以用promise.all等等。那么针对串行和并行结合，限制promise all并发数量，社区也有一些方案，例如

tiny-async-pool、es6-promise-pool、p-limit

简单封装一个promise all并发数限制解决方案函数

function PromiseLimit(funcArray, limit = 5) { // 并发执行5条数据
let i = 0;
const result = [];
const executing = [];
const queue = function() {
  if (i === funcArray.length) return Promise.all(executing);
  const p = funcArray[i++]();
  result.push(p);
  const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));
  executing.push(e);
  if (executing.length >= limit) {
    return Promise.race(executing).then(
      () => queue(),
      e => Promise.reject(e)
    );
  }
  return Promise.resolve().then(() => queue());
};
return queue().then(() => Promise.all(result));
}

使用：

// 测试代码
const result = [];
for (let index = 0; index < 10; index++) {
result.push(function() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    console.log("开始" + index, new Date().toLocaleString());
    setTimeout(() => {
      resolve(index);
      console.log("结束" + index, new Date().toLocaleString());
    }, parseInt(Math.random() * 10000));
  });
});
}

PromiseLimit(result).then(data => {
console.log(data);
});

修改测试代码，新增随机失败逻辑

// 修改测试代码 随机失败或者成功
const result = [];
for (let index = 0; index < 10; index++) {
result.push(function() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    console.log("开始" + index, new Date().toLocaleString());
    setTimeout(() => {
      if (Math.random() > 0.5) {
        resolve(index);
      } else {
        reject(index);
      }
      console.log("结束" + index, new Date().toLocaleString());
    }, parseInt(Math.random() * 1000));
  });
});
}
PromiseLimit(result).then(
data => {
  console.log("成功", data);
},
data => {
  console.log("失败", data);
}
);

7、async 和await 结合promise all

async function PromiseAll(promises,batchSize=10) {
const result = [];
while(promises.length > 0) {
 const data = await Promise.all(promises.splice(0,batchSize));
 result.push(...data);
}
return result;
}

这么写有2个问题：

• 1、在调用Promise.all前就已经创建好了promises，实际上promise已经执行了
• 2、你这个实现必须等前面batchSize个promise resolve，才能跑下一批的batchSize个，也就是promise all全部成功才可以。
  

改进如下：

async function asyncPool(array,poolLimit,iteratorFn) {
const ret = [];
const executing = [];
for (const item of array) {
  const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array));
  ret.push(p);

  if (poolLimit <= array.length) {
    const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));
    executing.push(e);
    if (executing.length >= poolLimit) {
      await Promise.race(executing);
    }
  }
}
return Promise.all(ret);
}

使用：

const timeout = i => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(i), i));
return asyncPool( [1000, 5000, 3000, 2000], 2,timeout).then(results => {
  ...
});

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