深入解析 JavaScript 中 ES6 的 Generator 生成器

CoderBin 2023-03-28 原文

前言

大家好，我是CoderBin，本次将深入解析JavaScript中ES6的Generator生成器，希望对大家有所帮助，谢谢。如果文中有不对、疑惑的地方，欢迎在评论区留言指正?

一、介绍

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同

回顾下上文提到的解决异步的手段：

回调函数
promise

那么，上文我们提到promsie已经是一种比较流行的解决异步方案，那么为什么还出现Generator？甚至async/await呢？

该问题我们留在后面再进行分析，下面先认识下Generator

Generator函数

执行 Generator 函数会返回一个遍历器对象，可以依次遍历 Generator 函数内部的每一个状态

形式上，Generator 函数是一个普通函数，但是有两个特征：

function关键字与函数名之间有一个星号
函数体内部使用yield表达式，定义不同的内部状态

function* helloWorldGenerator() {
  yield 'hello';
  yield 'world';
  return 'ending';
}

二、使用

Generator 函数会返回一个遍历器对象，即具有Symbol.iterator属性，并且返回给自己

function* gen(){
  // some code
}

var g = gen();

g[Symbol.iterator]() === g
// true

通过yield关键字可以暂停generator函数返回的遍历器对象的状态

function* helloWorldGenerator() {
  yield 'hello';
  yield 'world';
  return 'ending';
}
var hw = helloWorldGenerator();

上述存在三个状态：hello、world、return

通过next方法才会遍历到下一个内部状态，其运行逻辑如下：

遇到yield表达式，就暂停执行后面的操作，并将紧跟在yield后面的那个表达式的值，作为返回的对象的value属性值。
下一次调用next方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个yield表达式
如果没有再遇到新的yield表达式，就一直运行到函数结束，直到return语句为止，并将return语句后面的表达式的值，作为返回的对象的value属性值。
如果该函数没有return语句，则返回的对象的value属性值为undefined

hw.next()
// { value: 'hello', done: false }

hw.next()
// { value: 'world', done: false }

hw.next()
// { value: 'ending', done: true }

hw.next()
// { value: undefined, done: true }

done用来判断是否存在下个状态，value对应状态值

yield表达式本身没有返回值，或者说总是返回undefined

通过调用next方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}

var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}

var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

正因为Generator 函数返回Iterator对象，因此我们还可以通过for...of进行遍历

function* foo() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
  yield 4;
  yield 5;
  return 6;
}

for (let v of foo()) {
  console.log(v);
}
// 1 2 3 4 5

原生对象没有遍历接口，通过Generator 函数为它加上这个接口，就能使用for...of进行遍历了

function* objectEntries(obj) {
  let propKeys = Reflect.ownKeys(obj);

  for (let propKey of propKeys) {
    yield [propKey, obj[propKey]];
  }
}

let jane = { first: 'Jane', last: 'Doe' };

for (let [key, value] of objectEntries(jane)) {
  console.log(`${key}: ${value}`);
}
// first: Jane
// last: Doe

三、异步解决方案

回顾之前展开异步解决的方案：

回调函数
Promise 对象
generator 函数
async/await

这里通过文件读取案例，将几种解决异步的方案进行一个比较：

回调函数

所谓回调函数，就是把任务的第二段单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，再调用这个函数

fs.readFile('/etc/fstab', function (err, data) {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
  fs.readFile('/etc/shells', function (err, data) {
    if (err) throw err;
    console.log(data);
  });
});

readFile函数的第三个参数，就是回调函数，等到操作系统返回了/etc/passwd这个文件以后，回调函数才会执行

Promise

Promise就是为了解决回调地狱而产生的，将回调函数的嵌套，改成链式调用

const fs = require('fs');

const readFile = function (fileName) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    fs.readFile(fileName, function(error, data) {
      if (error) return reject(error);
      resolve(data);
    });
  });
};


readFile('/etc/fstab').then(data =>{
    console.log(data)
    return readFile('/etc/shells')
}).then(data => {
    console.log(data)
})

这种链式操作形式，使异步任务的两段执行更清楚了，但是也存在了很明显的问题，代码变得冗杂了，语义化并不强

generator

yield表达式可以暂停函数执行，next方法用于恢复函数执行，这使得Generator函数非常适合将异步任务同步化

const gen = function* () {
  const f1 = yield readFile('/etc/fstab');
  const f2 = yield readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

async/await

将上面Generator函数改成async/await形式，更为简洁，语义化更强了

const asyncReadFile = async function () {
  const f1 = await readFile('/etc/fstab');
  const f2 = await readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

区别：

通过上述代码进行分析，将promise、Generator、async/await进行比较：

promise和async/await是专门用于处理异步操作的
Generator并不是为异步而设计出来的，它还有其他功能（对象迭代、控制输出、部署Interator接口...）
promise编写代码相比Generator、async更为复杂化，且可读性也稍差
Generator、async需要与promise对象搭配处理异步情况
async实质是Generator的语法糖，相当于会自动执行Generator函数
async使用上更为简洁，将异步代码以同步的形式进行编写，是处理异步编程的最终方案

四、使用场景

Generator是异步解决的一种方案，最大特点则是将异步操作同步化表达出来

function* loadUI() {
  showLoadingScreen();
  yield loadUIDataAsynchronously();
  hideLoadingScreen();
}
var loader = loadUI();
// 加载UI
loader.next()

// 卸载UI
loader.next()

包括redux-saga 中间件也充分利用了Generator特性

import { call, put, takeEvery, takeLatest } from 'redux-saga/effects'
import Api from '...'

function* fetchUser(action) {
   try {
      const user = yield call(Api.fetchUser, action.payload.userId);
      yield put({type: "USER_FETCH_SUCCEEDED", user: user});
   } catch (e) {
      yield put({type: "USER_FETCH_FAILED", message: e.message});
   }
}

function* mySaga() {
  yield takeEvery("USER_FETCH_REQUESTED", fetchUser);
}

function* mySaga() {
  yield takeLatest("USER_FETCH_REQUESTED", fetchUser);
}

export default mySaga;

还能利用Generator函数，在对象上实现Iterator接口

function* iterEntries(obj) {
  let keys = Object.keys(obj);
  for (let i=0; i < keys.length; i++) {
    let key = keys[i];
    yield [key, obj[key]];
  }
}

let myObj = { foo: 3, bar: 7 };

for (let [key, value] of iterEntries(myObj)) {
  console.log(key, value);
}

// foo 3
// bar 7

本次的分享就到这里，如果本章内容对你有所帮助的话欢迎点赞+收藏。文章有不对的地方欢迎指出，有任何疑问都可以在评论区留言。希望大家都能够有所收获，大家一起探讨、进步！

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