JavaScript 中如何实现并发控制
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
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.allPromise.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.racePromise.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);}); } });};
本文阿宝哥带大家详细分析了 async-pool 异步任务并发控制的具体实现，同时为了让大家能够更好地理解 async-pool 的核心代码。最后阿宝哥还带大家一起手写简易版的 Promise.all 和 Promise.race 函数。其实除了 Promise.all 函数之外，还存在另一个函数 —— Promise.allSettled，该函数用于解决 Promise.all 存在的问题，感兴趣的小伙伴可以自行研究一下。
四、参考资源Github - async-poolMDN - Promise.allMDN - Promise.raceMDN - Promise.allSettled
以上就是JavaScript 中如何实现并发控制的详细内容，更多关于JavaScript实现并发控制的资料请关注好吧啦网其它相关文章！
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