如果 100 个请求,你怎么用 Promise 去控制并发?

2023-12-28 14:36:13

前言

现在面试过程当中 ,手写题必然是少不了的,其中碰到比较多的无非就是当属 请求并发控制 了。现在基本异步编程的理解了。

引出

题目:

// 设计一个函数,可以限制请求的并发,同时请求结束之后,调用callback函数
// sendRequest(requestList:,limits,callback):void
sendRequest(

[()=>request('1'),

()=>request('2'),

()=>request('3'),

()=>request('4')],

3, //并发数

(res)=>{

    console.log(res)

})

// 其中request 可以是: 
function request (url,time=1){

    return new Promise((resolve,reject)=>{

        setTimeout(()=>{

            console.log('请求结束:'+url);

            if(Math.random() > 0.5){

                resolve('成功')

            }else{

                reject('错误;')

            }

        },time*1e3)

    })
}

明确概念

?? 这里有几个概念需要明确一下

  • 并发:并发是多个任务同时交替的执行(因为cpu执行指令的速度非常之快,它可以不必按顺序一段代码一段代码的执行,这样效率反而更加低下),这样看起来就是一起执行的,所以叫并发。

  • 并行:可以理解为多个物理cpu或者有分布式系统,是真正的'同时'执行

  • 并发控制:意思是多个并发的任务,一旦有任务完成,就立刻开启下一个任务

  • 切片控制:将并发任务切片的分配出来,比如10个任务,切成2个片,每片有5个任务,当前一片的任务执行完毕,再开始下一个片的任务,这样明显效率没并发控制那么高了

思路

首先执行能执行的并发任务,根据并发的概念,每个任务执行完毕后,捞起下一个要执行的任务。

将关键步骤拆分出合适的函数来组织代码

  1. 循环去启动能执行的任务

  2. 取出任务并且推到执行器执行

  3. 执行器内更新当前的并发数,并且触发捞起任务

  4. 捞起任务里面可以触发最终的回调函数和调起执行器继续执行任务

实现

  1. 定义常量和函数
function sendRequest(requestList,limits,callback){
    // 定义执行队列,表示所有待执行的任务
    const promises = requestList.slice()
    // 定义开始时能执行的并发数
    const concurrentNum = Math.min(limits,requestList.length)
    let concurrentCount = 0 // 当前并发数
    // 启动初次能执行的任务
    const runTaskNeeded = ()=>{
        let i = 0
        while(i<concurrentNum){
            runTask()
        }
    }
    
    // 取出任务并推送到执行器
    const runTask = ()=>{}
    
    // 执行器,这里去执行任务
    const runner = ()=>{}
    
    // 捞起下一个任务
    const picker = ()=>{}
    // 开始执行!
    runTaskNeeded()
}

  1. 实现对应的函数

function sendRequest(requestList,limits,callback){

    const promises = requestList.slice() // 取得请求list(浅拷贝一份)

    // 得到开始时,能执行的并发数

    const concurrentNum = Math.min(limits,requestList.length)

    let concurrentCount = 0 // 当前并发数

    // 第一次先跑起可以并发的任务

    const runTaskNeeded = ()=>{

        let i = 0

        // 启动当前能执行的任务

        while(i<concurrentNum){

            i++

            runTask()

        }

    }

    // 取出任务并且执行任务

    const runTask = ()=>{

        const task = promises.shift()

        task && runner(task)

    }




    // 执行器

    // 执行任务,同时更新当前并发数

    const runner = async (task)=>{

        try {

            concurrentCount++

            await task()

        } catch (error) {

        }finally{

            // 并发数--

            concurrentCount--
            
            // 捞起下一个任务
            picker()

        }

    }

// 捞起下一个任务

    const picker = ()=>{
        
        // 任务队列里还有任务并且此时还有剩余并发数的时候 执行
        if(concurrentCount < limits && promises.length > 0 ){

            // 继续执行任务

            runTask()

        // 队列为空的时候,并且请求池清空了,就可以执行最后的回调函数了

        }else if(promises.length ==0 && concurrentCount ==0 ){

            // 执行结束

            callback && callback()

        }

    }



    // 入口执行

    runTaskNeeded()

}

另一种实现

核心代码是判断是当你 【有任务执行完成】 ,再去判断是否有剩余还有任务可执行。可以先维护一个pool(代表当前执行的任务),利用await Promise.race这个pool,不就知道是否有任务执行完毕了吗?微信搜索公众号:架构师指南,回复:架构师 领取资料 。

async function sendRequest(requestList,limits,callback){

    // 维护一个promise队列

    const promises = []

    // 当前的并发池,用Set结构方便删除

    const pool = new Set() // set也是Iterable<any>[]类型,因此可以放入到race里

    // 开始并发执行所有的任务

    for(let request of requestList){

        // 开始执行前,先await 判断 当前的并发任务是否超过限制

        if(pool.size >= limits){

            // 这里因为没有try catch ,所以要捕获一下错误,不然影响下面微任务的执行


            await Promise.race(pool)

            .catch(err=>err)

        }

        const promise = request()// 拿到promise

        // 删除请求结束后,从pool里面移除

        const cb = ()=>{

            pool.delete(promise)

        }

        // 注册下then的任务

        promise.then(cb,cb)

        pool.add(promise)

        promises.push(promise)

    }

    // 等最后一个for await 结束,这里是属于最后一个 await 后面的 微任务

    // 注意这里其实是在微任务当中了,当前的promises里面是能确保所有的promise都在其中(前提是await那里命中了if)


    Promise.allSettled(promises).then(callback,callback)

}

总结一下要点:

  1. 利用race的特性可以找到 并发任务 里最快结束的请求

  2. 利用for await 可以保证for结构体下面的代码是最后await 后的微任务,而在最后一个微任务下,可以保证所有的promise已经存入promises里(如果没命中任何一个await,即限制并发数>任务数的时候,虽然不是在微任务当中,也可以保证所有的promise都在里面),最后利用allSettled,等待所有的promise状态转变后,调用回调函数

  3. 并发任务池 用Set结构存储,可以通过指针来删除对应的任务,通过闭包引用该指针从而达到 动态控制并发池数目

  4. for await 结构体里,其实await下面,包括结构体外 都是属于微任务(前提是有一个await里面的if被命中),至于这个微任务什么时候被加入微任务队列,要看请求的那里的在什么时候开始标记(resolve/reject )

  5. for await 里其实 已经在此轮宏任务当中并发执行了,await后面的代码被挂起来,等前一个promise转变状态-->移出pool-->将下一个promise捞起加入pool当中 -->下一个await等待最快的promise,如此往复。

可以想象这样一个场景,几组人 在玩百米接力赛,每一组分别在0m,100m,200m的地方,有几个赛道每组就有几个人。(注意,这里想象成 每个节点(比如0m处) 这几个人是一组),每到下一个节点的人,将棒子交给排队在最前面的下一个人,下一个人就开始跑。

疑问

  1. Promise.allSettled 和race 传入的Promise<any>[]可以被其中的触发微任务操作增减,这样做会改变结果吗?

有什么能拓展的功能呢?

1.想要在执行之后得到返回所需要的结果

(在第二种方法当中已经实现,第一种方法下可以 通过 增加一个 task->结果 的map来收集,或者对所有的task分别包裹一层Promise,形成一个新的promiseList,放到Promise.allSettled里面,再把resolve以task->resolve的方式映射出来,在runner里面找到把Promise实例通过对应的resolve暴露出去)

2.增加一个参数用来控制请求失败的重试次数

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文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_42333548/article/details/135267458
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