我们先来看一个例子：

const fs = require('fs')
fs.readFile('a.txt', 'utf8', function(err, data) {console.log(data)
})

这是一个从文件中读取文件的代码，fs.readFile的第三个参数是个回调函数，当文件读取成功后，会调用改回调。

为什么会有回调函数

主要原因是因为js是单线程的，之所以是单线程，与它的用途有关。

js创立之初是作为浏览器脚本语言，主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定js同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

所以，为了避免复杂性，从一诞生，js就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，目前来看，这个特征将不会改变。

事件队列

既然是单线程，就会遇到一个问题，来看下一般的编程语言处理文件读取的方式（伪代码）：

// 声明文件名
const filename = 'a.txt'
// 获取文件内容
const content = readFile(filename)
// 把文件内容按照空格分割成数组
const arr = content.split(' ')
// ......

当程序读取文件的时候，会进行一个漫长的IO操作，此时改线程处于等待状态，等待文件内容的返回，这导致我们程序的执行效率不高（因为有个等的过程）。

js采用了更加有效率的方式，使用了事件队列：

js的主线程在执行的时候，一旦发生了异步处理（文件读写、网络请求、定时任务等），一方面，js会请求操作系统让相关的部件（比如磁盘或者网卡等）处理这些异步事件，同时把这些异步处理包装成一个事件对象，放置到一个队列中（事件队列），然后继续执行后面的代码。
当主线程中的所有同步代码执行完毕后，js就会对事件队列进行循环检测，一旦某个事件被触发（比如网络请求返回数据了），js就会调用相应的事件对象里的处理函数，这个处理函数，就是回调函数。

注意，事件队列当中的事件，即使已经收到了事件完成的通知，也必须在js的主程序完成之后，才有机会被执行。

回到最开始的回调函数问题上，这里的回调函数，指的就是当事件完成时，需要执行的处理函数。

回调地狱

我们来考虑这样的一个例子，依次从a.txt、b.txt、c.txt读取内容，并拼接在一起，要求串行：

const fs = require('fs')
fs.readFile('a.txt', 'utf8', function(err, dataa) {fs.readFile('b.txt', 'utf8', function(err, datab) {fs.readFile('c.txt', 'utf8', functioin(err, datac){console.log(`${dataa}${datab}${datac}`)})})
})

可以看到，js的这种回调方式，对于处理异步的串行操作是很不优雅的，串行的异步越多，调用嵌套的越深，这种情况，我们称之为：回调地狱。

promise

Promise是异步编程的一种解决方案，可以帮助我们摆脱回调地狱的问题，Promise最早是由技术社区里面的一些散户提出并实现，后来官方觉得这个东西很不错，就把它纳入es6的标准中。

promise的代码风格如：

const fs = require('fs')
const readfilePromise = new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile('a.txt', 'utf8', function(err, data){if (err) return reject(err)resolve(data)})
})readfilePromise.then(data => console.log(data), err => console.log(err))

Promise可以认为是一个状态管理器，它有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已成功）和rejected（已失败）状态切换的时机需要我们在构造的时候指定。

Promise构造函数接受一个函数作为参数，该函数的两个参数分别是resolve和reject，它们是两个函数，由js引擎内部提供，不用自己部署。

resolve函数的作用是，将Promise对象的状态从“未完成”变为“成功”（即从pending 变为resolved），在异步操作成功时调用，并将异步操作的结果，作为参数传递出去；reject函数的作用是，将Promise对象的状态从“未完成”变为“失败”（即从pending变为rejected），在异步操作失败时调用，并将异步操作报出的错误，作为参数传递出去。

Promise实例生成以后，可以用then方法分别指定resolved状态和rejected状态的回调函数，并且回调函数分别可以拿到resolve和rejected传入的参数。

了解了promise之后，我们来写一个Promise版本的文件串行读取的实现：

// 依次从`a.txt`、`b.txt`、`c.txt`中读取文件
const fs = require('fs')
const aPromise = new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile('a.txt', 'utf8', function(err, data){if (err) return reject(err)resolve(data)})
})const bPromise = new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile('b.txt', 'utf8', function(err, data){if (err) return reject(err)resolve(data)})
})const cPromise = new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile('c.txt', 'utf8', function(err, data){if (err) return reject(err)resolve(data)})
})let content = ''
aPromise.then(aContent => {content += aContentreturn bPromise}).then(bContent => {content += bContentreturn cPromise}).then(cContent => {console.log(content + cContent)})

再来看一个关于Promise的面试题目

// 请写出下面这段代码打印出来的内容
console.log(1)
const p = new Promise((resolve, reject) => {console.log(2)setTimeout(() => console.log(3), 0)resolve(4)
})
p.then(v => console.log(v))
console.log(5)

promise实现原理

promise的实现原理是：

promise的then会被同步执行，then中会将参数（onFulfilled和onRejected）包装成一个handler，放到一个队列当中，当promise构造中的resolve或reject被调用的时候，会使用参数将队列里面的所有方法依次调用。

因此，我们来考虑一下下面的代码实际调用的流程：

var p = new Promise((resolve, reject) => {resolve(3) // 这里是一定会异步操作
})p.then(v => console.log(v))
p.then(v => console.log(v))
p.then(v => console.log(v))
console.log(4)

协程

在操作系统当中有两种概念，一个是进程，一个是线程，进程拥有独立的资源空间，也就是各个进程之间不共享资源，操作系统为了能够让多个进程“同时”运行，采用了时间片轮换机制，CPU某一时刻属于一个进程，下一时刻就切换到另外一个进程，当时间片足够短的时候，我们就可以感觉到，多个进程同时运行。

因为进程之间不共享资源，切换的代价就会比较的高，所以后来就设计了线程，一个进程可以含有多个线程，各个线程共享一个进程中的资源，线程的切换只是切换CPU中的执行代码，运行时所需要的资源几乎可以不用切换，大大提高了切换效率。

其实线程也有自己独立的资源，比如运行时创建的堆栈信息等，一般线程初始化的时候，会预分配1M左右的空间，用于存放这些资源，所以切换依然是有成本的。

目前比较流行的一种更加高效的方式是协程，协程是以多占用内存为代价，实现多任务的并行的，协程有多线程版本的，也有单线程版本的，以nodejs为例来说（js是单线程的），nodjes中的协程其实是多个可以并行执行的函数的协作。

怎么来理解这句话呢？传统的程序执行，采用堆栈式的执行方式，只有当调用的子函数完全执行完毕，才会结束执行父函数，执行信息保存在一个堆栈当中。

协程其实是突破了堆栈数的限制，主函数一个堆栈，每个异步的回调也有自己的堆栈，当程序执行发生异步的时候，执行权限可以切换给其他函数，因为堆栈信息一直保留在运行环境中（没有被切换出去），所以切换成本非常小，一般是直接修改执行函数的引用就可以完成切换。

nodejs协程的缺点

线程是基于时间片的，也就是说一个线程卡死，不会影响其他线程的执行，但是nodejs协程不同，一个协程卡死，将导致执行权限无法释放，导致其他的协程也无法执行。

go语言的协程

nodejs因为是单线程的，协程无法使用多核，也就是说，无法真正的并发执行多个函数。

go语言设计了多核版本的协程，也就是说，同一时间，多个协程可以被多个CPU真正的并发执行，或者你可以开多个线程，让多个线程去调度协程序，避免程序假死的问题。

因为go的优秀的协程处理机制，区块链优先采用了go作为开发语言。

async

es6中，为了实现协程，提供了Generator函数和yield关键字，但是语法比较繁琐，后来对其进行了包装，变成了async函数和await关键字，使用async函数来实现串行文件读取操作：

const fs = require('fs')const readFile = (fileName, encoding) => {return new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile('a.txt', 'utf8', function(err, data){if (err) return reject(err)resolve(data)})})
}async function readABC(encoding = 'utf8') {const contenta = await readFile('a.txt', encoding)const contentb = await readFile('b.txt', encoding)const contentc = await readFile('c.txt', encoding)return `${contenta}${contentb}${contentc}`
}

作者：张柳哥
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来源：简书
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