异步javascript的原理和实现技巧介绍

因为工作的需要，我要在网页端编写一段脚本，把数据通过网页批量提交到系统中去。所以我就想到了Greasemonkey插件，于是就开始动手写，发现问题解决得很顺利。但是在对脚本进行总结和整理的时候，我习惯性地问了自己一个问题：能不能再简单点？
我的答案当然是“能”。

首先回顾我的数据批量提交的需求：我有一批用户数据要插入到系统中，但是因为系统库表结构不是行列式的，所以无法转化为sql语句插入。要插入的数据有接近200条，就是傻呵呵地手工录入到系统，估计也要1天的时间。作为程序员，当然不会干这么傻的事情，我一定要用程序来解决。这个编程的过程耗费了我1天的时间。相比手工录入，我额外收入是这篇博文，绝对的合算！

编程平台选择没花费时间，直接选定基于Greasemonkey写自己的脚本，浏览器当然是firefox了。脚本的工作过程：
在脚本中预先存放要插入的数据
模拟鼠标点击，打开页面中的输入窗口
将数据录入到输入窗口，并模拟点击“提交”按钮，将数据提交到系统中。
依次循环，直到所有数据都处理完毕。

这里的技术难点在于：
打开输入窗口，需要等待不定期的时间，视网络情况而定。
提交数据到后台，需要等待处理完毕之后才可以循环下一个数据。
如果我是菜鸟的话，我当然直接写一个类似这样的应用逻辑：

for(var i = 0; i < dataArray.length; ++i) 
{ 3: clickButtonForInputWindow(); 
waitInputWindow(); 
enterInputData(dataArray[i]); 
clickSubmitButton(); 
waitInputWindowClose(); 
}

实际上这样写所有浏览器都会陷入一片白屏，并在若干分钟之后提示“没有响应”而被强行终止掉。原因就是浏览器在调用javascript的时候，主界面是停止响应的，因为cpu交给js执行了，没有时间去处理界面消息。

为了满足“不锁死”的要求，我们可以把脚本修改成这样：

for(var i = 0; i < dataArray.length; ++i) 
{ 
setTimeout(clickButtonForInputWindow); 
… 
setTimeout(waitInputWindowClose); 
}

实际上setTimeout和setInterval是浏览器唯一可以支持异步的操作。如何更优雅地使用这两个函数来实现异步操作呢？目前简单的答案是老赵的Wind.js。虽然我没有用过这个函数库，但是光是$await调用，就是符合我一贯对简洁的要求的。但是对于我这样的单个文件的脚本来说，去网上下载一个外部js库，明显不如有一段支持异步操作的代码拷贝过来的快和爽。

所以我决定另辟蹊径，做一个不要编译而且易用性还可以更能够Copy&Paste的异步函数库。

说异步之前，我们一起回忆一下同步操作的几种结构类型：

顺序：就是语句的先后顺序执行
判断：就是判断语句
循环：严格来说应该是跳转（goto），但大多数现代语言都取消了goto。循环其实应该是复合结构，是if和goto的组合体。
异步操作的难点在两个地方：

异步的判断：异步情况下的判断基本都是检测条件十分满足，然后执行某些动作。
异步的顺序：顺序中的每一步操作之后都要交回控制权，等待在下一个时间片中继续执行下一步。难点是如何保持顺序性。尤其在两个顺序动作中间夹杂一个异步的循环的时候。
异步的循环：每次循环之后都交回控制权到浏览器，如此循环，直到运行结束。
最简单的实现当然就是异步循环了，我的实现代码如下：

function asyncWhile(fn, interval) 
{ 
if( fn == null || (typeof(fn) != "string" && typeof(fn) != "function") ) 
return; 
var wrapper = function() 
{ 
if( (typeof(fn) == "function" ? fn() : eval(fn) ) !== false ) 
setTimeout(wrapper, interval == null? 1: interval); 
} 
wrapper(); 
}

核心内容就是：如果fn函数返回值不是false，就继续下一个setTimeout的登记调用。

实际上，“等待并执行”逻辑，根本上就是一个异步循环问题。这种情况的实现方法示例如下：

asyncWhile(function(){ 
if( xxxCondition == false ) 
return true; // 表示继续循环 
else 
doSomeThing(); 
return false; // 表示不需要继续循环了 
});

对于非等待并执行的逻辑，简单一个 setTimeout 就可以了。
异步容易，实现异步中的顺序才叫难度呢。最早的起因是我要实现3步，但是第二部是一个异步的100多次的循环。也就是说，我要实现的3步操作，其实是103次的顺序异步操作。为了一个如何在浏览器中实现可响应的等待，找破了脑袋，只找到一个firefox中的实现，还要申请特权调用。
最后想出了一个简单的方法，就是引入了“执行链（Execution Chain）”的概念，同一个执行链的所有登记函数是顺序的，不同执行链之间没有任何关系。另外，不提供互斥（mutex）等概念，如果要同步，自行在代码中检查。
在同一个执行链中，保存一个执行令牌，只有令牌和函数序号匹配，才允许执行，这样就保证了异步执行的顺序性。

function asyncSeq(funcArray, chainName, abortWhenError) 
{ 
if( typeof(funcArray) == "function" ) 
return asyncSeq([funcArray], chainName, abortWhenError); if( funcArray == null || funcArray.length == 0 ) 
return; 
if( chainName == null ) chainName = "__default_seq_chain__"; 
var tInfos = asyncSeq.chainInfos = asyncSeq.chainInfos || {}; 
var tInfo = tInfos[chainName] = tInfos[chainName] || {count : 0, currentIndex : -1, abort : false}; 
for(var i = 0; i < funcArray.length; ++i) 
{ 
asyncWhile(function(item, tIndex){ 
return function(){ 
if( tInfo.abort ) 
return false; 
if( tInfo.currentIndex < tIndex ) 
return true; 
else if( tInfo.currentIndex == tIndex ) 
{ 
try{ 
item(); 
} 
catch(e){ 
if( abortWhenError ) tInfo.abort = true; 
} 
finally{ 
tInfo.currentIndex ++; 
} 
} 
else 
{ 
if( abortWhenError ) tInfo.abort = true; 
} 
return false; 
}; 
}(funcArray[i], tInfo.count ++)); 
} 
setTimeout(function(){ 
if( tInfo.count > 0 && tInfo.currentIndex == -1 ) 
tInfo.currentIndex = 0; 
},20); // 为了调试的原因，加了延迟启动 
}

由此，一个支持Copy&Paste的异步js函数库就完成了。具体的使用例子如下：

function testAsync() 
{ 
asyncSeq([function(){println("aSyncSeq -0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -8 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -9 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -10 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -11 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -12 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -13 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -14 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -15 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -16 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -17 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -18 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -19 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -20 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -21 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -22 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -23 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -24 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -25 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -26 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -27 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -28 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -29 ");} 
]); asyncSeq([function(){println("aSyncSeq test-chain -a0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq test-chain -a8 ");} 
], "test-chain"); 
asyncSeq([function(){println("aSyncSeq -a0 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a1 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a2 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a3 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a4 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a5 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a6 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a7 ");} 
, function(){println("aSyncSeq -a8 ");} 
]); 
} 
var textArea = null; 
function println(text) 
{ 
if( textArea == null ) 
{ 
textArea = document.getElementById("text"); 
textArea.value = ""; 
} 
textArea.value = textArea.value + text + "\r\n"; 
}

最后，要向大家说一声抱歉，很多只想拿代码的朋友恐怕要失望了，如果你真的不知道怎么处理这些多余的行号，你可以学习一下正则表达式的替换，推荐用UltraEdit。