JavaScript中实现并发控制的方法

这篇文章将为大家详细讲解有关JavaScript中实现并发控制的方法，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

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一、并发控制简介

在日常开发过程中，你可能会遇到并发控制的场景，比如控制请求并发数。那么在 JavaScript  中如何实现并发控制呢?在回答这个问题之前，我们来简单介绍一下并发控制。

假设有 6 个待办任务要执行，而我们希望限制同时执行的任务个数，即最多只有 2 个任务能同时执行。当 正在执行任务列表中的任何 1  个任务完成后，程序会自动从 待办任务列表中获取新的待办任务并把该任务添加到 正在执行任务列表中。为了让大家能够更直观地理解上述的过程，阿宝哥特意画了以下 3  张图：

1.1 阶段一

1.2 阶段二

1.3 阶段三

好的，介绍完并发控制之后，阿宝哥将以 Github 上 async-pool 这个库来介绍一下异步任务并发控制的具体实现。

https://github.com/rxaviers/async-pool    Run multiple promise-returning & async functions with limited concurrency using native ES6/ES7。

 二、并发控制的实现

async-pool 这个库提供了 ES7 和 ES6 两种不同版本的实现，在分析其具体实现之前，我们来看一下它如何使用。

2.1 asyncPool 的使用

const timeout = i => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(i), i)); await asyncPool(2, [1000, 5000, 3000, 2000], timeout);

在以上代码中，我们使用 async-pool 这个库提供的 asyncPool 函数来实现异步任务的并发控制。asyncPool 函数的签名如下所示：

function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn){ ... }

该函数接收 3 个参数：

• poolLimit(数字类型)：表示限制的并发数;

• array(数组类型)：表示任务数组;

• iteratorFn(函数类型)：表示迭代函数，用于实现对每个任务项进行处理，该函数会返回一个 Promise 对象或异步函数。

对于以上示例来说，在使用了 asyncPool 函数之后，对应的执行过程如下所示：

const timeout = i => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(i), i)); await asyncPool(2, [1000, 5000, 3000, 2000], timeout); // Call iterator (i = 1000) // Call iterator (i = 5000) // Pool limit of 2 reached, wait for the quicker one to complete... // 1000 finishes // Call iterator (i = 3000) // Pool limit of 2 reached, wait for the quicker one to complete... // 3000 finishes // Call iterator (i = 2000) // Itaration is complete, wait until running ones complete... // 5000 finishes // 2000 finishes // Resolves, results are passed in given array order `[1000, 5000, 3000, 2000]`.

通过观察以上的注释信息，我们可以大致地了解 asyncPool 函数内部的控制流程。下面我们先来分析 asyncPool 函数的 ES7 实现。

2.2 asyncPool ES7 实现

async function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn) {   const ret = []; // 存储所有的异步任务   const executing = []; // 存储正在执行的异步任务   for (const item of array) {     // 调用iteratorFn函数创建异步任务     const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array));     ret.push(p); // 保存新的异步任务      // 当poolLimit值小于或等于总任务个数时，进行并发控制     if (poolLimit <= array.length) {       // 当任务完成后，从正在执行的任务数组中移除已完成的任务       const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));       executing.push(e); // 保存正在执行的异步任务       if (executing.length >= poolLimit) {         await Promise.race(executing); // 等待较快的任务执行完成       }     }   }   return Promise.all(ret); }

在以上代码中，充分利用了 Promise.all 和 Promise.race 函数特点，再结合 ES7 中提供的 async await  特性，最终实现了并发控制的功能。利用 await Promise.race(executing); 这行语句，我们会等待 正在执行任务列表  中较快的任务执行完成之后，才会继续执行下一次循环。

asyncPool ES7 实现相对比较简单，接下来我们来看一下不使用 async await 特性要如何实现同样的功能。

2.3 asyncPool ES6 实现

function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn) {   let i = 0;   const ret = []; // 存储所有的异步任务   const executing = []; // 存储正在执行的异步任务   const enqueue = function () {     if (i === array.length) {       return Promise.resolve();     }     const item = array[i++]; // 获取新的任务项     const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array));     ret.push(p);      let r = Promise.resolve();      // 当poolLimit值小于或等于总任务个数时，进行并发控制     if (poolLimit <= array.length) {       // 当任务完成后，从正在执行的任务数组中移除已完成的任务       const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));       executing.push(e);       if (executing.length >= poolLimit) {         r = Promise.race(executing);        }     }       // 正在执行任务列表 中较快的任务执行完成之后，才会从array数组中获取新的待办任务     return r.then(() => enqueue());   };   return enqueue().then(() => Promise.all(ret)); }

在 ES6 的实现版本中，通过内部封装的 enqueue 函数来实现核心的控制逻辑。当 Promise.race(executing) 返回的  Promise 对象变成已完成状态时，才会调用 enqueue 函数，从 array 数组中获取新的待办任务。

三、阿宝哥有话说

在 asyncPool 这个库的 ES7 和 ES6 的具体实现中，我们都使用到了 Promise.all 和 Promise.race  函数。其中手写 Promise.all 是一道常见的面试题。刚好趁着这个机会，阿宝哥跟大家一起来手写简易版的 Promise.all 和  Promise.race 函数。

3.1 手写 Promise.all

Promise.all(iterable) 方法会返回一个 promise 对象，当输入的所有 promise 对象的状态都变成 resolved  时，返回的 promise 对象就会以数组的形式，返回每个 promise 对象 resolve 后的结果。当输入的任何一个 promise 对象状态变成  rejected 时，则返回的 promise 对象会 reject 对应的错误信息。

Promise.all = function (iterators) {   return new Promise((resolve, reject) => {     if (!iterators || iterators.length === 0) {       resolve([]);     } else {       let count = 0; // 计数器，用于判断所有任务是否执行完成       let result = []; // 结果数组       for (let i = 0; i < iterators.length; i++) {         // 考虑到iterators[i]可能是普通对象，则统一包装为Promise对象         Promise.resolve(iterators[i]).then(           (data) => {             result[i] = data; // 按顺序保存对应的结果             // 当所有任务都执行完成后，再统一返回结果             if (++count === iterators.length) {               resolve(result);             }           },           (err) => {             reject(err); // 任何一个Promise对象执行失败，则调用reject()方法             return;           }         );       }     }   }); };

需要注意的是对于 Promise.all 的标准实现来说，它的参数是一个可迭代对象，比如 Array、String 或 Set 等。

3.2 手写 Promise.race

Promise.race(iterable) 方法会返回一个 promise 对象，一旦迭代器中的某个 promise 对象 resolved 或  rejected，返回的 promise 对象就会 resolve 或 reject 相应的值。

Promise.race = function (iterators) {   return new Promise((resolve, reject) => {     for (const iter of iterators) {       Promise.resolve(iter)         .then((res) => {           resolve(res);         })         .catch((e) => {           reject(e);         });     }   }); };

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