在日常開發(fā)過(guò)程中，你可能會(huì)遇到并發(fā)控制的場(chǎng)景，比如控制請(qǐng)求并發(fā)數(shù)。那么在 JavaScript 中如何實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制呢？在回答這個(gè)問題之前，我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下并發(fā)控制。

假設(shè)有 6 個(gè)待辦任務(wù)要執(zhí)行，而我們希望限制同時(shí)執(zhí)行的任務(wù)個(gè)數(shù)，即最多只有 2 個(gè)任務(wù)能同時(shí)執(zhí)行。當(dāng) 正在執(zhí)行任務(wù)列表 中的任何 1 個(gè)任務(wù)完成后，程序會(huì)自動(dòng)從 待辦任務(wù)列表 中獲取新的待辦任務(wù)并把該任務(wù)添加到 正在執(zhí)行任務(wù)列表 中。為了讓大家能夠更直觀地理解上述的過(guò)程，阿寶哥特意畫了以下 3 張圖：

1.1 階段一

1.2 階段二

1.3 階段三

好的，介紹完并發(fā)控制之后，阿寶哥將以 Github 上 async-pool 這個(gè)庫(kù)來(lái)介紹一下異步任務(wù)并發(fā)控制的具體實(shí)現(xiàn)。

async-pool：https://github.com/rxaviers/async-pool

Run multiple promise-returning & async functions with limited concurrency using native ES6/ES7。

二、并發(fā)控制的實(shí)現(xiàn)

async-pool 這個(gè)庫(kù)提供了 ES7 和 ES6 兩種不同版本的實(shí)現(xiàn)，在分析其具體實(shí)現(xiàn)之前，我們來(lái)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);

在以上代碼中，我們使用 async-pool 這個(gè)庫(kù)提供的 asyncPool 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)異步任務(wù)的并發(fā)控制。 asyncPool 函數(shù)的簽名如下所示：

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

該函數(shù)接收 3 個(gè)參數(shù)：

• poolLimit（數(shù)字類型）：表示限制的并發(fā)數(shù)；
• array（數(shù)組類型）：表示任務(wù)數(shù)組；
• iteratorFn（函數(shù)類型）：表示迭代函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)任務(wù)項(xiàng)進(jìn)行處理，該函數(shù)會(huì)返回一個(gè) Promise 對(duì)象或異步函數(shù)。

對(duì)于以上示例來(lái)說(shuō)，在使用了 asyncPool 函數(shù)之后，對(duì)應(yīng)的執(zhí)行過(guò)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]`.

通過(guò)觀察以上的注釋信息，我們可以大致地了解 asyncPool 函數(shù)內(nèi)部的控制流程。下面我們先來(lái)分析 asyncPool 函數(shù)的 ES7 實(shí)現(xiàn)。

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2.2 asyncPool ES7 實(shí)現(xiàn)

async function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn) {   const ret = []; // 存儲(chǔ)所有的異步任務(wù)   const executing = []; // 存儲(chǔ)正在執(zhí)行的異步任務(wù)   for (const item of array) {     // 調(diào)用iteratorFn函數(shù)創(chuàng)建異步任務(wù)     const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array));     ret.push(p); // 保存新的異步任務(wù)      // 當(dāng)poolLimit值小于或等于總?cè)蝿?wù)個(gè)數(shù)時(shí)，進(jìn)行并發(fā)控制     if (poolLimit <= array.length) {       // 當(dāng)任務(wù)完成后，從正在執(zhí)行的任務(wù)數(shù)組中移除已完成的任務(wù)       const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));       executing.push(e); // 保存正在執(zhí)行的異步任務(wù)       if (executing.length >= poolLimit) {         await Promise.race(executing); // 等待較快的任務(wù)執(zhí)行完成       }     }   }   return Promise.all(ret); }

在以上代碼中，充分利用了 Promise.all 和 Promise.race 函數(shù)特點(diǎn)，再結(jié)合 ES7 中提供的 async await 特性，最終實(shí)現(xiàn)了并發(fā)控制的功能。利用 await Promise.race(executing); 這行語(yǔ)句，我們會(huì)等待 正在執(zhí)行任務(wù)列表 中較快的任務(wù)執(zhí)行完成之后，才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)。

asyncPool ES7 實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，接下來(lái)我們來(lái)看一下不使用 async await 特性要如何實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

2.3 asyncPool ES6 實(shí)現(xiàn)

function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn) {   let i = 0;   const ret = []; // 存儲(chǔ)所有的異步任務(wù)   const executing = []; // 存儲(chǔ)正在執(zhí)行的異步任務(wù)   const enqueue = function () {     if (i === array.length) {       return Promise.resolve();     }     const item = array[i++]; // 獲取新的任務(wù)項(xiàng)     const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array));     ret.push(p);      let r = Promise.resolve();      // 當(dāng)poolLimit值小于或等于總?cè)蝿?wù)個(gè)數(shù)時(shí)，進(jìn)行并發(fā)控制     if (poolLimit <= array.length) {       // 當(dāng)任務(wù)完成后，從正在執(zhí)行的任務(wù)數(shù)組中移除已完成的任務(wù)       const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1));       executing.push(e);       if (executing.length >= poolLimit) {         r = Promise.race(executing);        }     }       // 正在執(zhí)行任務(wù)列表 中較快的任務(wù)執(zhí)行完成之后，才會(huì)從array數(shù)組中獲取新的待辦任務(wù)     return r.then(() => enqueue());   };   return enqueue().then(() => Promise.all(ret)); }

在 ES6 的實(shí)現(xiàn)版本中，通過(guò)內(nèi)部封裝的 enqueue 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)核心的控制邏輯。當(dāng) Promise.race(executing) 返回的 Promise 對(duì)象變成已完成狀態(tài)時(shí)，才會(huì)調(diào)用 enqueue 函數(shù)，從 array 數(shù)組中獲取新的待辦任務(wù)。

三、阿寶哥有話說(shuō)

在 asyncPool 這個(gè)庫(kù)的 ES7 和 ES6 的具體實(shí)現(xiàn)中，我們都使用到了 Promise.all 和 Promise.race 函數(shù)。其中手寫 Promise.all 是一道常見的面試題。剛好趁著這個(gè)機(jī)會(huì)，阿寶哥跟大家一起來(lái)手寫簡(jiǎn)易版的 Promise.all 和 Promise.race 函數(shù)。

3.1 手寫 Promise.all

Promise.all(iterable) 方法會(huì)返回一個(gè) promise 對(duì)象，當(dāng)輸入的所有 promise 對(duì)象的狀態(tài)都變成 resolved 時(shí)，返回的 promise 對(duì)象就會(huì)以數(shù)組的形式，返回每個(gè) promise 對(duì)象 resolve 后的結(jié)果。當(dāng)輸入的任何一個(gè) promise 對(duì)象狀態(tài)變成 rejected 時(shí)，則返回的 promise 對(duì)象會(huì) reject 對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤信息。

Promise.all = function (iterators) {   return new Promise((resolve, reject) => {     if (!iterators || iterators.length === 0) {       resolve([]);     } else {       let count = 0; // 計(jì)數(shù)器，用于判斷所有任務(wù)是否執(zhí)行完成       let result = []; // 結(jié)果數(shù)組       for (let i = 0; i < iterators.length; i++) {         // 考慮到iterators[i]可能是普通對(duì)象，則統(tǒng)一包裝為Promise對(duì)象         Promise.resolve(iterators[i]).then(           (data) => {             result[i] = data; // 按順序保存對(duì)應(yīng)的結(jié)果             // 當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成后，再統(tǒng)一返回結(jié)果             if (++count === iterators.length) {               resolve(result);             }           },           (err) => {             reject(err); // 任何一個(gè)Promise對(duì)象執(zhí)行失敗，則調(diào)用reject()方法             return;           }         );       }     }   }); };

需要注意的是對(duì)于 Promise.all 的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，它的參數(shù)是一個(gè)可迭代對(duì)象，比如 Array、String 或 Set 等。

3.2 手寫 Promise.race

Promise.race(iterable) 方法會(huì)返回一個(gè) promise 對(duì)象，一旦迭代器中的某個(gè) promise 對(duì)象 resolved 或 rejected，返回的 promise 對(duì)象就會(huì) resolve 或 reject 相應(yīng)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);         });     }   }); };

本文阿寶哥帶大家詳細(xì)分析了 async-pool 異步任務(wù)并發(fā)控制的具體實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為了讓大家能夠更好地理解 async-pool 的核心代碼。最后阿寶哥還帶大家一起手寫簡(jiǎn)易版的 Promise.all 和 Promise.race 函數(shù)。其實(shí)除了 Promise.all 函數(shù)之外，還存在另一個(gè)函數(shù) —— Promise.allSettled，該函數(shù)用于解決 Promise.all 存在的問題，感興趣的小伙伴可以自行研究一下。

四、參考資源

• Github – async-pool
• MDN – Promise.all
• MDN – Promise.race
• MDN – Promise.allSettled