异步相关面试题

x33g5p2x  于2022-05-05 转载在 其他  
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1、Promise和async await的区别

1、概念:
Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大,简单地说,Promise好比容器,里面存放着一些未来才会执行完毕(异步)的事件的结果,而这些结果一旦生成是无法改变的。
async await也是异步编程的一种解决方案,他遵循的是Generator 函数的语法糖,他拥有内置执行器,不需要额外的调用直接会自动执行并输出结果,它返回的是一个Promise对象。

两者的区别:
1、Promise的出现解决了传统callback函数导致的“地域回调”问题,但它的语法导致了它向纵向发展行成了一个回调链,遇到复杂的业务场景,这样的语法显然也是不美观的。而async await代码看起来会简洁些,使得异步代码看起来像同步代码,await的本质是可以提供等同于”同步效果“的等待异步返回能力的语法糖,只有这一句代码执行完,才会执行下一句。
2、async await与Promise一样,是非阻塞的。
3、async await是基于Promise实现的,可以说是改良版的Promise,它不能用于普通的回调函数。

2、defer和async的区别

参考答案:
区别主要在于一个执行时间,defer会在文档解析完之后执行,并且多个defer会按照顺序执行,而async则是在js加载好之后就会执行,并且多个async,哪个加载好就执行哪个。

解析:
在没有defer或者async的情况下:会立即执行脚本,所以通常建议把script放在body最后。

<script src="script.js"></script>

async:有async的话,加载和渲染后续文档元素的过程将和 script.js 的加载与执行并行进行(异步)。
但是多个js文件的加载顺序不会按照书写顺序进行。

<script async src="script.js"></script>

defer:有derer的话,加载后续文档元素的过程将和 script.js 的加载并行进行(异步),但是 script.js 的执行要在所有元素解析完成之后,DOMContentLoaded 事件触发之前完成,并且多个defer会按照顺序进行加载。

<script defer src="script.js"></script>

3、同步和异步

同步:
1、指在 主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能继续执行下一个任务。
2、也就是调用一旦开始,必须这个调用 返回结果(划重点——)才能继续往后执行。程序的执行顺序和任务排列顺序是一致的。

异步:
1、异步任务是指不进入主线程,而进入 任务队列的任务,只有任务队列通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程。
2、每一个任务有一个或多个 回调函数。前一个任务结束后,不是执行后一个任务,而是执行回调函数,后一个任务则是不等前一个任务结束就执行。
3、程序的执行顺序和任务的排列顺序是不一致的,异步的。
4、我们常用的setTimeout和setInterval函数,Ajax都是异步操作。

4、实现异步的方法

参考答案:
回调函数,事件监听,发布订阅,promise/A+,生成器Generators/yield, async/await
1、JS 异步编程进化史:callback -> promise -> generator -> async + await
2、async/await 函数的实现,就是将 Generator 函数和自动执行器,包装在一个函数里。
3、async/await可以说是异步终极解决方案了。
(1)async/await函数相对于Promise,优势体现在:
处理 then 的调用链,能够更清晰准确的写出代码
并且也能优雅地解决回调地狱问题。
当然async/await函数也存在一些缺点,因为 await 将异步代码改造成了同步代码,如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低,代码没有依赖性的话,完全可以使用 Promise.all 的方式。
(2)async/await函数对 Generator 函数的改进,体现在以下三点:
内置执行器。 Generator 函数的执行必须靠执行器,所以才有了 co 函数库,而 async 函数自带执行器。也就是说,async 函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。
更广的适用性。 co 函数库约定,yield 命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象,而 async 函数的 await 命令后面,可以跟 Promise 对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时等同于同步操作)。
更好的语义。 async 和 await,比起星号和 yield,语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作,await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

解析:
1、回调函数
回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子:

ajax(url, () => {
    // 处理逻辑
})

但是回调函数有一个致命的弱点,就是容易写出回调地狱(Callback hell)。假设多个请求存在依赖性,你可能就会写出如下代码:

ajax(url, () => {
    // 处理逻辑
    ajax(url1, () => {
        // 处理逻辑
        ajax(url2, () => {
            // 处理逻辑
        })
    })
})
回调函数的优点是简单、容易理解和实现,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合,使得程序结构混乱、流程难以追踪(尤其是多个回调函数嵌套的情况),而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误,不能直接 return。

2、事件监听

这种方式下,异步任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。
下面是两个函数f1和f2,编程的意图是f2必须等到f1执行完成,才能执行。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的jQuery的写法)
f1.on('done', f2);
上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写:
function f1() {
  setTimeout(function () {
    // ...
    f1.trigger('done');
  }, 1000);
}
上面代码中,f1.trigger('done')表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。

这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以"去耦合",有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候,很难看出主流程。

3、发布订阅者
我们假定,存在一个"信号中心",某个任务执行完成,就向信号中心"发布"(publish)一个信号,其他任务可以向信号中心"订阅"(subscribe)这个信号,从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"(publish-subscribe pattern),又称"观察者模式"(observer pattern)。
首先,f2向信号中心jQuery订阅done信号。

jQuery.subscribe('done', f2);

然后,f1进行如下改写:

function f1() {
  setTimeout(function () {
    // ...
    jQuery.publish('done');
  }, 1000);
}

上面代码中,jQuery.publish(‘done’)的意思是,f1执行完成后,向信号中心jQuery发布done信号,从而引发f2的执行。 f2完成执行后,可以取消订阅(unsubscribe)

jQuery.unsubscribe('done', f2);

这种方法的性质与“事件监听”类似,但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”,了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者,从而监控程序的运行。
4、Promise/A+
Promise本意是承诺,在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间?答案是异步操作,异步是指可能比较长时间才有结果的才做,例如网络请求、读取本地文件等。

Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态
Fulfilled----可以理解为成功的状态
Rejected----可以理解为失败的状态

这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了,比如说一旦状态变为 resolved 后,就不能 再次改变为Fulfilled。

let p = new Promise((resolve, reject) => {
  reject('reject')
  resolve('success')//无效代码不会执行
})
p.then(
  value => {
    console.log(value)
  },
  reason => {
    console.log(reason)//reject
  }
)

当我们在构造 Promise 的时候,构造函数内部的代码是立即执行的。

new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('new Promise')
  resolve('success')
})
console.log('end')
// new Promise => end

promise的链式调用。

1、每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)。
2、如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调
3、如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调
4、在 then中使用了return,那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1,2)
5、then中可以不传递参数,如果不传递会透到下一个then中(见例3)
6、catch 会捕获到没有捕获的异常

Promise不仅能够捕获错误,而且也很好地解决了回调地狱的问题,可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码:

ajax(url)
.then(res => {
    console.log(res)
    return ajax(url1)
}).then(res => {
    console.log(res)
    return ajax(url2)
}).then(res => console.log(res))

它也是存在一些缺点的,比如无法取消 Promise,错误需要通过回调函数捕获。
生成器Generators/ yield

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,Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。
1、语法上,首先可以把它理解成,Generator 函数是一个状态机,封装了多个内部状态。
2、Generator 函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。
3、可暂停函数, yield可暂停,next方法可启动,每次返回的是yield后的表达式结果。
4、yield表达式本身没有返回值,或者说总是返回undefined。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。

5、async/await

使用async/await,你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点:
1、 async/await是基于Promise实现的,它不能用于普通的回调函数。
2、 async/await与Promise一样,是非阻塞的。
3、async/await使得异步代码看起来像同步代码,这正是它的魔力所在。

5、怎么样解决callback多层嵌套

参考答案:
回调地狱有两种解决方案:
1、Promise
2、Async/await

6、promise的介绍和使用

Promise 介绍:
ES6中的Promise 是异步编程的一种方案。从语法上讲,Promise 是一个对象,它可以获取异步操作的消息。
Promise对象, 可以将异步操作以同步的流程表达出来。使用 Promise 主要有以下好处:
1、可以很好地解决回调地狱的问题(避免了层层嵌套的回调函数)。
2、语法非常简洁。Promise 对象提供了简洁的API,使得控制异步操作更加容易。

Promise 使用:

var promise = new Promise((resolve, reject) => {/* executor函数 */
    // ... some code
    if (/* 异步操作成功 */){
        resolve(value);
    } else {
        reject(error);
    }
});
promise.then((value) => {
    //success
}, (error) => {
    //failure
})

1、参数
executor函数在Promise构造函数执行时同步执行,被传递resolve和reject函数(executor函数在Promise构造函数返回新建对象前被调用)。

executor内部通常会执行一些异步操作,一旦完成,可以调用resolve函数来将promise状态改成fulfilled(完成),或者将promise的状态改为rejected(失败)。

如果在executor函数中抛出一个错误,那么该promise状态为rejected。executor函数的返回值被忽略。

2、简单使用
function timeout(ms) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(resolve, ms, 'done');
    });
}

timeout(2000).then((value) => {
    console.log(value); //done
});

7、Promise.all

Promise.all(iterable)方法返回一个Promise实例,此实例在iterable参数内所有的promise都“完成(resolved)”或参数中不包含promise时回调完成(resolve);如果参数中promise有一个失败(rejected),此实例回调失败(reject),失败的原因是第一个失败promise的结果。

8、与promise.all相反的是哪一个

Promse.race就是赛跑的意思,意思就是说,Promise.race([p1, p2, p3])里面哪个结果获得的快,就返回那个结果,不管结果本身是成功状态还是失败状态。

9、promise实现文件读取

封装异步读取文件操作:
1、fs.readFile()方法用于异步读取文件(node核心模块)
2、将Promise的实例对象作为函数的返回值返回
3、这样函数执行完毕后就得到一个Promise对象的实例,可以通过.then方法传入成功的回调和失败的回调
const fs = require('fs');
const path = require('path');

function asyncGetFileByPath(p) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // Promise对象里面的参数,会立即执行(前面说过)
        fs.readFile(path.join(__dirname, p), 'utf-8', (err, data) => {
            if (err) {
                reject(err);
            } else {
                resolve(data);
            }
        })
    })
}
asyncGetFileByPath('./files/1.txt')
    .then(
        (data) => { // 成功的回调
            console.log(data);
        },
        (err) => { // 失败的回调
            console.error(err);
        }
    )

10、用js实现sleep,用promise

function sleep(time) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, time))
}

const t1 = +new Date()
sleep(3000).then(() => {
  const t2 = +new Date()
  console.log(t2 - t1)
})
优点:这种方式实际上是用了 setTimeout,没有形成进程阻塞,不会造成性能和负载问题。
缺点:虽然不像 callback 套那么多层,但仍不怎么美观,而且当我们需要在某过程中需要停止执行(或者在中途返回了错误的值),还必须得层层判断后跳出,非常麻烦,而且这种异步并不是那么彻底,还是看起来别扭

11、实现一个Scheduler类,完成对Promise的并发处理,最多同时执行2个任务

class Scheduler {
  constructor() {
    //整个队列,存放任务的队列
    this.queue = []
    //最大可以并行的数量
    this.maxNum = 2
    //表示当前并行的数量
    this.curNum = 0
  }
  //向队列中添加任务
  add(promiseCreator) {
    this.queue.push(promiseCreator)
  }
  //开始执行
  start() {
    for(let i = 0; i < this.maxNum; i++) {
      this.getNext()
    }
  }
  //执行下一个
  getNext() {
    if (this.queue && this.queue.length && this.maxNum > this.curNum) {
      this.curNum++
      this.queue.shift()().then(() => {
        this.curNum--
        this.getNext()
      })
    }
  }
}

const timeout = time => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, time))

const scheduler = new Scheduler()

const addTask = (time, order) => {
  scheduler.add(() => timeout(time).then(() => console.log(order)))
}

addTask(1000, 1)
addTask(500, 2)
addTask(300, 3)
addTask(400, 4)

scheduler.start()

12、循环i,setTimeout中输出什么?如何解决(块级作用域,函数作用域)

参考答案:
for循环setTimeout输出1-10解决方式问题来源:
for (var i = 0; i< 10; i++){
   setTimeout((i) => {
   console.log(i);
   }, 0)
}

期望:输出1到10
为什么无法输出1到十

在上面的代码中,for循环是同步代码,setTimeout是异步代码。遇到这种既包含同步又包含异步的情况,JavaScript依旧按照从上到下的顺序执行同步代码,并将异步代码插入任务队列。setTimeout的第二个参数则是把执行代码(console.log(i))添加到任务队列需等待的毫秒数,但等待的时间是相对主程序完毕的时间计算的,也就是说,在执行到setTimeout函数时会等待一段时间,再将当前任务插入任务队列。
最后,当执行完同步代码,js引擎就会去执行任务队列中的异步代码。这时候任务队列中就会有十个console.log(i)。我们知道,在每次循环中将setTimeout里面的代码“console.log(i)”放入任务队列时,i的值都是不一样的。但JavaScript引擎开始执行任务队列中的代码时,会开始在当前的作用域中开始找变量i,但是当前作用域中并没有对变量i进行定义。这个时候就会在创造该函数的作用域中寻找i。创建该函数的作用域就是全局作用域,这个时候就找到了for循环中的变量i,这时的i是全局变量,并且值已经确定:10。十个console.log“共享”i的值。这就是作用域链的问题。

解决方法一:

for (var i = 0; i< 10; i++){
   setTimeout((i) => {
      console.log(i)
   }, 1000,i);
}

方法二:

for (let i = 0; i< 10; i++){
   setTimeout(() => {
      console.log(i) 
   }, 1000);
}

方法三:

for (var i = 0; i< 10; i++){
      ((i)=>{
        setTimeout(() => {
          console.log(i)
        },1000);
      })(i)
    }

方法四:

for (var i = 0; i< 10; i++){
   setTimeout(console.log(i),1000);
}

方法五:

for (var i = 0; i< 10; i++){
   setTimeout((()=>console.log(i))(),1000);
}

方法六:

for (var i = 0; i< 10; i++){
      try{
        throw i
      }catch(i){
        setTimeout(() => {
          console.log(i)
        }, 1000)
      }
}
console.log('start1'); //1
setTimeout(function () {
  console.log(2);   //10
}, 10);
setImmediate(function () {
  console.log(1);  //9
});
new Promise(function (resolve) {
  console.log(3); //2
  resolve();
  console.log(4); //3
}).then(function () {
  console.log(5);  //7
  console.log('start2') //8
});
console.log(6);  //4
process.nextTick(function () {
  console.log(7);  //6
});
console.log(8);  //5

// start1
// 3
// 4
// 6
// 8
// 7
// 5
// start2
// 1
// 2

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