JS `Generator` 函数用于异步流控制：实现类 `async/await` 行为 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众，欢迎来到“老司机带你飞：JS Generator 异步流控制骚操作”讲座！今天咱们不飙车，改玩“发电机”，看看怎么用这玩意儿模拟 async/await，把异步代码安排得明明白白。

开场白：异步的烦恼

话说前端er，谁还没被异步回调虐过？回调地狱，promise链式调用，各种then、catch，写得头昏眼花。后来 async/await 横空出世，拯救了万千程序员于水火之中，让异步代码看起来像同步一样，简直不要太爽！

但是，如果回到 async/await 还没普及的年代，或者你想深入了解 JS 异步的底层机制，Generator 函数就是你的秘密武器！它就像一个暂停开关，让你的函数可以“走走停停”，控制异步流程，实现类似 async/await 的效果。

第一章：Generator 函数初体验

首先，咱们来认识一下 Generator 函数。它长得很像普通函数，但有几个关键的不同：

函数声明时，在 function 关键字后面加个星号 *。
函数内部可以使用 yield 关键字，用来暂停函数的执行，并返回一个值。

function* myGenerator() {
  console.log("函数开始执行");
  yield "第一步";
  console.log("第一步执行完毕");
  yield "第二步";
  console.log("第二步执行完毕");
  return "函数执行结束";
}

const gen = myGenerator(); // 注意：调用 Generator 函数不会立即执行，而是返回一个迭代器对象

console.log(gen.next()); // { value: "第一步", done: false }
console.log(gen.next()); // { value: "第二步", done: false }
console.log(gen.next()); // { value: "函数执行结束", done: true }
console.log(gen.next()); // { value: undefined, done: true }

解读一下：

myGenerator() 函数声明了一个 Generator。
调用 myGenerator() 并没有立即执行函数体内的代码，而是返回一个迭代器对象 gen。
gen.next() 方法用来启动或恢复 Generator 函数的执行。
每次调用 next()，函数会执行到下一个 yield 表达式，然后暂停，并返回一个对象，包含两个属性：
- value: yield 表达式后面的值。
- done: 表示 Generator 函数是否执行完毕。false 表示未完成，true 表示已完成。
当 Generator 函数执行到 return 语句或函数体结束时，done 变为 true，value 则是 return 语句后面的值，如果没有 return，则 value 为 undefined。
后续再调用 next()，value 始终是 undefined，done 始终是 true。

第二章：Generator 的传参与控制

Generator 函数的强大之处在于，它可以接受参数，并且可以通过 next() 方法向 yield 表达式传递值，实现更灵活的控制。

function* myGenerator(initialValue) {
  console.log("初始值:", initialValue);

  const firstValue = yield "请输入第一个值";
  console.log("接收到的第一个值:", firstValue);

  const secondValue = yield "请输入第二个值";
  console.log("接收到的第二个值:", secondValue);

  return firstValue + secondValue;
}

const gen = myGenerator(10);

console.log(gen.next()); // { value: "请输入第一个值", done: false }
console.log(gen.next(20)); // { value: "请输入第二个值", done: false }
console.log(gen.next(30)); // { value: 50, done: true }

分析：

myGenerator(10) 接收一个初始值 10。
第一次 gen.next() 启动 Generator 函数，执行到第一个 yield，返回提示信息。
第二次 gen.next(20) 将 20 作为第一个 yield 表达式的返回值，赋值给 firstValue。
第三次 gen.next(30) 将 30 作为第二个 yield 表达式的返回值，赋值给 secondValue。
最后，函数返回 firstValue + secondValue 的结果 50。

第三章：Generator 与异步操作的完美结合

现在，重头戏来了！咱们看看怎么用 Generator 函数来处理异步操作，模拟 async/await 的效果。

假设我们有一个模拟异步请求的函数 fetchData：

function fetchData(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      const data = `从 ${url} 获取的数据`;
      resolve(data);
    }, 1000); // 模拟 1 秒的延迟
  });
}

现在，我们用 Generator 函数来依次请求两个 URL，并处理返回的数据：

function* fetchDataFlow() {
  try {
    const data1 = yield fetchData("URL1");
    console.log("从 URL1 获取的数据:", data1);

    const data2 = yield fetchData("URL2");
    console.log("从 URL2 获取的数据:", data2);

    return "所有数据获取完毕";
  } catch (error) {
    console.error("发生错误:", error);
  }
}

重点： yield fetchData("URL1") 这里，fetchData 返回的是一个 Promise 对象。我们需要一种机制，能够自动执行这个 Promise，并将 Promise 的 resolve 值传递给 data1。

第四章：手动实现一个 runGenerator 函数

为了简化 Generator 函数的执行，我们可以手动实现一个 runGenerator 函数，它能够自动执行 Generator 函数，并处理 Promise：

function runGenerator(generatorFunction) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const iterator = generatorFunction(); // 创建迭代器

    function step(nextResult) {
      try {
        const next = iterator.next(nextResult); // 执行 Generator 函数

        if (next.done) {
          // Generator 函数执行完毕
          resolve(next.value);
        } else {
          // Generator 函数还未执行完毕
          Promise.resolve(next.value) // 确保 value 是一个 Promise 对象
            .then(
              (value) => {
                step(value); // 递归调用 step，将 Promise 的 resolve 值传递给下一个 yield 表达式
              },
              (err) => {
                iterator.throw(err); // 处理 Promise 的 reject 情况
                reject(err);
              }
            );
        }
      } catch (error) {
        reject(error);
      }
    }

    step(undefined); // 启动 Generator 函数
  });
}

代码解读：

runGenerator 函数接收一个 Generator 函数作为参数，并返回一个 Promise 对象。
在 runGenerator 内部，首先创建一个迭代器对象 iterator。
step 函数负责执行 Generator 函数的每一步：
- 调用 iterator.next(nextResult) 执行 Generator 函数，并将上次 Promise 的 resolve 值作为参数传递给 yield 表达式。
- 如果 next.done 为 true，表示 Generator 函数执行完毕，resolve 整个 Promise。
- 如果 next.done 为 false，表示 Generator 函数还未执行完毕，则判断 next.value 是否为 Promise。
  - 如果是 Promise，则使用 Promise.resolve(next.value).then(...) 确保它是一个 Promise 对象，然后等待 Promise 完成，并将 resolve 的值传递给 step 函数，进行下一次递归调用。
  - 如果 Promise 失败，则调用 iterator.throw(err) 将错误抛给 Generator 函数，并 reject 整个 Promise。
最后，调用 step(undefined) 启动 Generator 函数。

第五章：使用 runGenerator 函数

现在，我们可以使用 runGenerator 函数来执行我们的 fetchDataFlow 函数：

runGenerator(fetchDataFlow)
  .then((result) => {
    console.log("最终结果:", result);
  })
  .catch((error) => {
    console.error("发生错误:", error);
  });

这样，fetchDataFlow 函数就会自动执行，依次请求 URL1 和 URL2，并输出结果。是不是有点 async/await 的味道了？

第六章：错误处理

Generator 函数还可以通过 try...catch 语句来捕获异步操作中的错误。在 fetchDataFlow 函数中，我们已经加入了 try...catch 语句。如果 fetchData 函数抛出错误，catch 块将会捕获这个错误，并进行处理。 runGenerator 函数中的 iterator.throw(err) 会将错误抛给 Generator 函数，让 Generator 函数有机会处理这个错误。

第七章：总结与展望

通过 Generator 函数和 runGenerator 函数，我们成功地模拟了 async/await 的异步流程控制。虽然手写 runGenerator 函数比较麻烦，但是它可以帮助我们更深入地理解 async/await 的底层机制。

特性	async/await	Generator + runGenerator
语法	更简洁、更易读	略显繁琐
错误处理	try…catch	try…catch
兼容性	需要 ES2017+ 支持	兼容性更好
底层实现	基于 Promise 和 Generator	手动实现

虽然现在 async/await 已经成为主流，但 Generator 函数仍然有它的用武之地，例如：

状态管理： 可以用 Generator 函数来管理复杂的状态，例如 Redux Saga。
游戏开发： 可以用 Generator 函数来控制游戏角色的行为，实现复杂的 AI 逻辑。
数据流处理： 可以用 Generator 函数来处理大量的数据流，例如读取文件、处理网络数据等。

第八章：更进一步：co 库

实际上，有一个流行的库叫做 co，它封装了 runGenerator 函数，提供了更方便的 Generator 函数执行方式。 co 库的实现原理和我们手写的 runGenerator 函数类似，但是它做了更多的优化和增强，例如支持并行执行、超时处理等。

const co = require('co');

co(function* () {
  const data1 = yield fetchData("URL1");
  console.log("从 URL1 获取的数据:", data1);

  const data2 = yield fetchData("URL2");
  console.log("从 URL2 获取的数据:", data2);

  return "所有数据获取完毕";
}).then((result) => {
  console.log("最终结果:", result);
}).catch((error) => {
  console.error("发生错误:", error);
});

使用 co 库，我们可以更简洁地执行 Generator 函数，而无需手动编写 runGenerator 函数。

结束语：

好了，今天的“JS Generator 异步流控制骚操作”讲座就到这里。希望通过今天的讲解，大家对 Generator 函数有了更深入的了解。虽然 async/await 很香，但是了解 Generator 的底层机制，可以帮助我们更好地理解 JS 异步编程的本质。记住，熟练掌握 Generator 函数，你也能成为异步编程的老司机！感谢大家的观看，下次再见！

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