Михаил Давыдов: javascript. Асинхронность
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Михаил Давыдов Разработчик JavaScript
JavaScript Асинхронность
3
Задача
• Качаем 1 файл • После отправляем данные на 2 сервера • Синхронизируемся
4
Сделаем обертку над XMLHttpRequest
function syncXHR(method, url, data) { var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open(method, url, false); xhr.send(data); return xhr.responseText; }
Синхронный код
var data = syncXHR('GET', 'http://host1/page.json'); data = processData(data); syncXHR('POST', 'http://host2/result/', data); syncXHR('POST', 'http://host3/result/', data); alert('Done!');
5
Схема загрузки
время
Блокировка Блокировка Блокировка
Запрос Запрос Запрос
Подготовка Обработка Отправка Алерт
6
Сделаем обертку над XMLHttpRequest
Асинхронный код
function asyncXHR(method, url, data, callback) { var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open(method, url, true); xhr.onreadystatechange = function () { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { callback(null, xhr.responseText); } else { callback(‘error’); } } } xhr.send(data); }
7
Сам код. Изменилось все.
Асинхронный код
asyncXHR ('GET', ‘http://host1/page.json’, null, function (err, data) { data = processData(data); var counter = 2; function done(err, data) { counter--; if (!counter) alert(‘Done!’); } asyncXHR(‘POST’, ‘http://host2/result/’, data, done); asyncXHR(‘POST’, ‘http://host3/result/’, data, done); });
8
Схема загрузки
время
Ожидание Ожидание
Запрос
Подготовка Обработка Отправка Алерт
9
Где применяется "асинхронность"
• Производительность • Интерфейс пользователя • Проблемы
– Много лишнего шума – Проблема синхронизации – Куча вложенных колбэков: Pyramid of Doom
• Несколько реализаций – Event Loop
10
Event Loop
11
Event Loop
• Основа всех событийных систем • Использует очередь событий • Ждет события • Выполняет события из очереди
– События в очередь поступают во время выполнения событий – События генерируют события
• Завершается когда очередь пуста
12
Event Loop
var servers = [ 'http://serv1.ru/', 'http://serv2.ru/']; getFile('filename.jpg').then(function (file){ file = jpg2png(file); sendTo(file, servers).then(function (){ alert('tada!'); }); });
Список событий
Когда придет запрос к серверу – запусти этот код
Запрос к серверу
13
Event Loop
var servers = [ 'http://serv1.ru/', 'http://serv2.ru/']; getFile('filename.jpg').then(function (file){ file = jpg2png(file); sendTo(file, servers).then(function (){ alert('tada!'); }); });
Список событий
Пришел запрос к северу, выполняем обработчик Когда файл прочитается – запусти этот код
Файл прочитан
14
Event Loop
var servers = [ 'http://serv1.ru/', 'http://serv2.ru/']; getFile('filename.jpg').then(function (file){ file = jpg2png(file); sendTo(file, servers).then(function (){ alert('tada!'); }); });
Список событий
Файл прочитался, выполняем обработчик Когда файлы отправятся – запусти этот код
Файл отправлен
Файл отправлен
15
А что если будет несколько одновременных запросов?!
16
Фрейм 0 выполняем код программы
Запрос к серверу
Список событий
Старт программы + Сейчас выполняется
17
Фрейм N пришел Запрос 1
Запрос к серверу Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 1 +
18
Фрейм N+1 пришел Запрос 2
Запрос к серверу Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 1
Файл прочитан 2 +
19
Фрейм N+2 прочитался Файл 1
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 1
Файл прочитан 2
+ Файл отправлен 1
Файл отправлен 1 +
20
Фрейм N+3 еще Запрос 3
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 2
Файл отправлен 1
Файл отправлен 1
Запрос к серверу
Файл прочитан 3 +
21
Фрейм N+4 Файлы 1 отправили
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 2
Файл прочитан 3
Файл отправлен 1
Файл отправлен 1
Затем
22
Фрейм N+5 Файлы 2 прочитали
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 3
Файл прочитан 2
+ Файл отправлен 2
Файл отправлен 2 +
23
Фрейм N+6 Файлы 3 прочитали
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл прочитан 3
Файл отправлен 2
Файл отправлен 2
+ Файл отправлен 3
Файл отправлен 3 +
24
Фрейм N+7 Файлы 3 отправили
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл отправлен 3
Файл отправлен 3
Затем Файл отправлен 2
Файл отправлен 2
25
Фрейм N+8 Файлы 2 отправили
Запрос к серверу
Список событий Сейчас выполняется
Файл отправлен 2
Файл отправлен 2
Затем
26
Фрейм N+100500 убираем обработчик Список событий
Убрать событие
Сейчас выполняется
27
Когда очередь пуста – программа завершается
28
Таймеры в JavaScript
29
Таймеры это не sleep() – это события во времени, они используют Event Loop
30
Таймер без повтора
• setTimeout(function, timeout): Number – выполни эту функцию не раньше чем через это время – таймаут - миллисекунды
• clearTimeout(timerId) – предотврати выполнение этого таймера – ид таймера – обычное число
31
Таймер c повтором
• setInterval(function, timeout): Number – выполняй эту функцию через данный интервал – интервал - миллисекунды
• clearInterval(timerId) – предотврати выполнение этого интрвала – ид интервала – обычное число
32
Любой таймер будет вызван не раньше указанного времени
33
var time = new Date(); setTimeout(function () { console.log(new Date() - time); }, 1000); // Эта функция выполняется 1100 мсек thisFunctionTakes1100msec(); // 1102
Пример промаха таймера
34
JavaScript работает в одном потоке и не может прерывать обработчики
35
Что происходит
Получить текущее время
Подписаться на событие T+1000
Тяжелая функция (1100 мс)
Время
T+1000
Выполнение функции таймера
Запаздывание
36
Таймеры выполняются в том же потоке, что и программа
37
var time = new Date(); setTimeout(function () { console.log(new Date() - time); }, 1000); setTimeout(function () { // Эта функция выполняется 1100 мсек thisFunctionTakes1100msec(); }, 10); thisFunctionTakes1100msec(); // 2212 = 1100 + 10 + 1100 + x
Еще один пример промаха таймера
38
Таймер может никогда не выполниться
39
var time = new Date(); setTimeout(function () { console.log(new Date() - time); }, 1000); while(true);
Пример недостижимого таймера
Паттерны
Callback,
Event,
Promise,
Deferred
41
Типичный пример – обертка над XMLHttpRequest
Callback
function asyncXHR(method, url, data, callback) { var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open(method, url, true); xhr.onreadystatechange = function () { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { callback(null, xhr.responseText); } else { callback(‘error’); } } } xhr.send(data); }
42
Callback
• Самый простой вариант – Дешевая абстракция
• В него могут приходить ошибки и данные – cтиль node.js – callback(err, data)
43
Общая схема
Event: EventEmitter, PubSub
function EventEmitter () { this.events = {}; } EventEmitter.prototype = { on: function (event, callback) {}, off: function (event, callback) {}, emit: function (event, data) {} };
http://nodejs.org/api/events.html
44
Типичный пример – обертка над XMLHttpRequest
Event
function eventXHR(method, url, data) { var xhr = new XMLHttpRequest(), event = new EventEmitter(); xhr.open(method, url, true); xhr.onreadystatechange = function () { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { event.emit('data', xhr.responseText); } else { event.emit('error'); } } } xhr.send(data); return event; }
45
Сам код. Изменилось не так много.
Event
eventXHR('GET', 'http://host1/page.json') .on('data', function (data) { data = processData(data); var counter = 2; function done() { counter--; if (!counter) alert(‘Done!’); } eventXHR('POST', 'http://host2/result/', data) .on('data', done); eventXHR('POST', 'http://host3/result/', data) .on('data', done); }) .on('error', function(){ });
46
Event
• Абстракция более высокого уровня • Ошибки отделены от данных
– Возможны логически разные типы данных
• Можно отписаться от события • Можно подписаться несколько раз • Можно передавать как аргумент
47
Promise
• Это Обещанные данные • Имеет 3 состояния
– Не выполнен (выполняется) – Выполнен (результат) – Отклонен (ошибка)
• Меняет состояние только 1 раз – В событиях состояние меняется сколько угодно раз
• Запоминает свое состояние – В отличии от события в котором состояние – это поток
http://wiki.commonjs.org/wiki/Promises
48
Общая схема
Promise
function Promise () { this.isFulfilled = false; this.isRejected = false; this.isResolved = false; this.result = null; } Promise.prototype = { then: function (fulfilled, rejected, progressed) {}, reject: function (error) {}, resolve: function (data) {} };
49
Типичный пример – обертка над XMLHttpRequest
Promise
function promiseXHR(method, url, data) { var xhr = new XMLHttpRequest(), promise = new Promise(); xhr.open(method, url, true); xhr.onreadystatechange = function () { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { promise.resolve(xhr.responseText); } else { promise.reject('Error ' + xhr.status); } } } xhr.send(data); return promise; }
50
Сам код
Promise
promiseXHR('GET', 'http://host1/page.json') .then(function (data) { data = processData(data); var promises = [ promiseXHR('POST', 'http://host2/result/', data), promiseXHR('POST', 'http://host3/result/', data) ]; return when(promises); }) .then(function (data) { alert('Done!'); })
51
Promise
• Запоминает свое состояние • Всегда возвращает один результат
– В отличие от события где данные – поток – Не зависит от времени опроса
• Можно передавать как аргумент • Можно выполнять операции
– then
52
Deferred
• Это защищенный Promise • Разграничивает слушателя и Promise • Слушатель не может вмешаться
– С чистыми промисами можно завершить промис на слушателе – Меньше логических ошибок
http://api.jquery.com/category/deferred-object/
53
Общая схема
Deferred
function Deferred () { this._promise = { then: function (fulfilled, rejected, progressed) {} }; } Deferred.prototype = { promise: function (error) { return this._promise; }, reject: function (error) {}, resolve: function (data) {} };
54
Типичный пример – обертка над XMLHttpRequest
Deferred
function defferedXHR(method, url, data) { var xhr = new XMLHttpRequest(), deferred = new Deffered(); xhr.open(method, url, true); xhr.onreadystatechange = function () { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { deferred.resolve(xhr.responseText); } else { deferred.reject('Error ' + xhr.status); } } } xhr.send(data); return deferred.promise(); }
55
Сам код
Deferred
defferedXHR('GET', 'http://host1/page.json') .then(function (data) { data = processData(data); var promises = [ defferedXHR('POST', 'http://host2/result/', data), defferedXHR('POST', 'http://host3/result/', data) ]; when(promises, function (data) { alert('Done!'); }); }) .reject(‘Mua-ha-ha!’); // Это сделать нельзя
Библиотеки
Streamlinejs,
Step,
Q
57
Streamline – попытка избавится от асинхронного шума Используют callback(err, data)
Streamline
var data = asyncXHR('GET', '/', null, _); asyncXHR('POST', '/', data, _); asyncXHR('POST', '/', data, _); alert('Done!');
https://github.com/Sage/streamlinejs
58
Happy Debug!
Streamline – результат генерации
(function main(_) { var data; var __frame = { name: "main”, line: 1 }; return __func(_, this, arguments, main, 0, __frame, function __$main() { return asyncXHR("GET", "/", null, __cb(_, __frame, 17, 11, function ___(__0, __1) { data = __1; return asyncXHR("POST", "/", data, __cb(_, __frame, 18, 0, function __$main() { return asyncXHR("POST", "/", data, __cb(_, __frame, 19, 0, function __$main() { alert("Done!"); _(); }, true)); }, true)); }, true)); }); }).call(this, __trap);
59
Streamlinejs
• Генерация кода – результат ужасен! • Шум из массы _ • Его цель – выполнять асинхронный код последовательно
60
Позволяет выполнять асинхронный код в синхронном стиле Работает с callback(err, data)
Step
Step( function () { asyncXHR('GET', '...', null, this); }, function (err, data) { return processData(data); }, function (err, data) { asyncXHR('POST', '...', data, this.parallel()); asyncXHR('POST', '...', data, this.parallel()); }, function (err, result1, result2) { alert('Done!'); } );
https://github.com/creationix/step
61
Работает с Promise Представляет интерфейс для работы с промисами
Q
var data = promiseXHR('GET', '...'); data.than(processAndSendData).than(function () { alert(‘Done!’); }); function processAndSendData(data) { data = processData(data); return sendData(data); } function sendData(data) { return Q.all([ promiseXHR('POST', '...', data), promiseXHR('POST', '...', data) ]); }
https://github.com/kriskowal/q
62
Асинхронность
• Событийный ввод-вывод • Работа с GUI • Паттерны
– Callback – EventEmitter – Promise – Deferred
• Хаки – Streamline – Fibers
• Библиотеки – Step – Q