JavaScript中如何实现多任务并发控制？

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目录

一、并发控制简介

1.1 阶段一

1.2 阶段二

1.3 阶段三

二、并发控制的实现

2.1 asyncPool 的使用

2.2 asyncPool ES7 实现

2.3 asyncPool ES6 实现

三、阿宝哥有话说

3.1 手写 Promise.all

3.2 手写 Promi

目录

• 一、并发控制简介
• 1.1 阶段一
• 1.2 阶段二
• 1.3 阶段三
• 二、并发控制的实现
• 2.1 asyncPool 的使用
• 2.2 asyncPool ES7 实现
• 2.3 asyncPool ES6 实现
• 三、阿宝哥有话说
• 3.1 手写 Promise.all
  
• 3.2 手写 Promise.race
  
• 四、参考资源

一、并发控制简介

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。

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

consttimeout=i=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>resolve(i),i)); awaitasyncPool(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：

functionasyncPool(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：

consttimeout=i=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>resolve(i),i)); awaitasyncPool(2,[1000,5000,3000,2000],timeout); //Calliterator(i=1000) //Calliterator(i=5000) //Poollimitof2reached,waitforthequickeronetocomplete... //1000finishes //Calliterator(i=3000) //Poollimitof2reached,waitforthequickeronetocomplete... //3000finishes //Calliterator(i=2000) //Itarationiscomplete,waituntilrunningonescomplete... //5000finishes //2000finishes //Resolves,resultsarepassedingivenarrayorder`[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

asyncfunctionasyncPool(poolLimit,array,iteratorFn){ constret=[];//存储所有的异步任务 constexecuting=[];//存储正在执行的异步任务 for(constitemofarray){ //调用iteratorFn函数创建异步任务 constp=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 conste=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){ awaitPromise.race(executing);//等待较快的任务执行完成 } } } returnPromise.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

functionasyncPool(poolLimit,array,iteratorFn){ leti=0; constret=[];//存储所有的异步任务 constexecuting=[];//存储正在执行的异步任务 constenqueue=function(){ if(i===array.length){ returnPromise.resolve(); } constitem=array[i++];//获取新的任务项 constp=Promise.resolve().then(()=>iteratorFn(item,array)); ret.push(p); letr=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 conste=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 returnr.then(()=>enqueue()); }; returnenqueue().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){ returnnewPromise((resolve,reject)=>{ if(!iterators||iterators.length===0){ resolve([]); }else{ letcount=0;//计数器，用于判断所有任务是否执行完成 letresult=[];//结果数组 for(leti=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){ returnnewPromise((resolve,reject)=>{ for(constiterofiterators){ 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-pool
MDN - Promise.all
MDN - Promise.race
MDN - 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自由互联其它相关文章！