Что такое синхронность в информатике кратко

Обновлено: 07.07.2024

Синхронизация процессов (от древне-греч. σύγχρονος — одновременный) — приведение двух или нескольких процессов к такому их протеканию, когда определённые стадии разных процессов совершаются в определённом порядке, либо одновременно.

Содержание

Необходимость в синхронизации

Необходимость в синхронизации возникает не только в многопроцессорных системах, но для любого вида параллельных процессов; даже в системах с одним процессором. Некоторые из основных предпосылок для введению синхронизации:

  • Ветвление - Задача разбивается на n-подзадач, которые выполняются n-заданиям. После выполнения, каждая подзадача ждет пока остальные завешат вычисления, затем происходит слияние.
  • Производитель-потребитель - в отношениb производитель-потребитель, процесс-потребитель а зависит от процесса-производителя и ожидает пока необходимые данные будут произведены.
  • Эксклюзивное использование ресурсов - В случае, когда несколько процессов зависят от некоего ресурса и должны получить доступ в одно и то же время, [[Операционная система|ОС должна гарантировать, что только один процесс обращается к ней в данный момент времени, что снижает параллелизм.

Трудности

Синхронизация процессов, определяется как механизм, который гарантирует, что два или более параллельных процесса или потока не смогут одновременно выполнить определенный сегмент программы, т.н. критическую секцию. Доступ процессов в критическую секцию осуществляется с помощью методов синхронизации. Когда кто-то приступает к выполнению критических секций (по частям сегмент программы) другой поток должен ждать, пока первый поток не завершит. Если синхронизация применяется неправильно может возникнуть состояние гонки, в котором значения переменных могут измениться непредсказуемо и изменяться в зависимости от времени переключения процессов или потоков.

Некоторые другме трудности, которые предстоит решить при синхронизации процессов:

  • Порядок совершения действий;
  • Взаимная блокировка;
  • Ресурсный голод;
  • Инверсия приоритетов;
  • Нагруженное ожидание.

Порядок совершения действий

Гарантии того, что дейсвия будут выполнены в правильной последовательности. Как пассажир не попадет на самолет до покупки им билета и прохождения всех зон контроля, так и неавторизованный пользователь не прочтет персональное письмо, а банкомат не выдаст днежные средства до ввода и провеки пин-кода и т.п.

Взаимная блокировка

Несколько процессов находятся в состоянис бесконечного ожидания ресурсов (критической секции), занятых самими этими процессами.

Существуют алгоритмы удаления взаимной блокировки. В то же время, выполнение алгоритмов поиска удаления взаимных блокировок может привести к livelock — взаимная блокировка образуется, сбрасывается, снова образуется, снова сбрасывается и так далее.

Практически об устранении взаимных блокировок надо заботиться ещё на этапе проектирования системы — это единственный более-менее надежный способ с ними бороться. В крайнем случае, когда основная концепция не допускает возможности избежать взаимных блокировок, следует хотя бы строить все запросы ресурсов так, чтобы такие блокировки безболезненно снимались. Жизненный пример такой ситуации: двое встречаются лицом к лицу. Каждый из них пытается посторониться, но они не расходятся, а несколько секунд сдвигаются в одну и ту же сторону.

Ресурсный голод

ситуация, в которой некий процесс ждет, чтобы получить доступ к ресурсу, который монопольно занят другим процессом (постоянный отказ в необходимых ресурсах). Причиной отказа в ресурсах может быть: • ошибка в алгоритме распределения ресурсов; • утечка ресурсов ; • DoS-атака . Часто причиной отказа в ресурсах может быть слишком простой алгоритм распределения ресурсов. Например, если планировщик всегда предоставляет ресурс потока с высоким приоритетом, то при достаточной нагрузке потоки с низким приоритетом не получат ресурс никогда. И, если поток с более высоким приоритетом зависит от результата работы потока с низким приоритетом, то он не сможет завершить задачу несмотря на свой приоритет. Это называется инверсия приоритетов .

Ресурсное голодание в чем-то похоже на взаимную блокировку, но, если в случае взаимной блокировки каждый из потоков заблокировал ресурс необходимый другим, то в случае ресурсного голода поток просто не может получить доступ к ресурсу, предоставленному другому потоку.

Инверсия приоритетов

Менее приоритетное задание блокирует совместные ресурсы необходимые более приоритетной задаче. Это приводит к блокировке более приоритетных задач до тех пор, пока задача с более низким приоритетом не разблокирует ресурсы, происходик как бы инверсия относительных приоритетов этих двух задач. Если же в это время попытается исполниться другая средне приоритетная задача, не зависаящая от общего ресурса, то она получит преимущество и над менее и над более приоритетными задачами. Способы решения:

  • Отключение всех прерываний для защиты критических секций
  • Максимизация приоритетов. (A priority ceiling)
  • Наследование приоритетов

смена приоритетов, которая происходит, когда высокий приоритет-процесс находится в критической секции, он может быть прерван средний приоритет процесса. Это нарушение правил приоритета может произойти при определенных обстоятельствах и могут привести к серьезным последствиям в системах реального времени; напряженного ожидания, которое возникает, когда процесс, часто избирательные участки, чтобы определить, если он имеет доступ к критической секции. Этот частый опрос отнимает время обработки других процессов.

Нагруженное ожидание

Классические проблемы синхронизации

Некоторые классические проблемы синхронизации:

  • Задача поставщика-потребителя;
  • Взаимная блокировка (т.н. deadlock и livelock);
  • задача о читателях-писателях;
  • Проблема обедающих философов;

Задача поставщика-потребителя

Задача поставщика-потребителя ( англ. Producer-consumer problem), также известная как задача ограниченного буфера ( англ. Bounded-buffer problem ) - это классический пример задачи синхронизации нескольких процессов . Задача описывает два процесса, поставщик и потребитель, которые совместно используют буфер установленного размера. Задачей поставщика является создание фрагмента данных, запись его в буфер и повторение этих действий раз за разом. Одновременно с этим потребитель потребляет данные (то есть, удаляет их из буфера) по одному фрагменту за раз. Задача состоит в том, чтобы не дать поставщику записать данные, когда буфер полон, а потребителю не дать удалить данные из пустого буфера.

Решением может быть переход в состояние ожидания, если буфер полон, или игнорирование данных в таком случае (сценарий медленного потребителя). Когда потребитель удалит следующие данные из буфера, он сообщает об этом поставщику, который начинает заполнять буфер снова. Таким же образом потребитель может перейти в режим ожидания, если буфер окажется пустым. Как только поставщик запишет следующие данные он оповещает об этом потребителя. Решение задачи может быть достигнуто с помощью взаимодействия между процессами , обычно используются семафоры . Некорректная реалицая может привести к взаимной блокировке, когда оба процесса окажутся в состоянии ожидания.

Задача может быть обобщена на случай многих поставщиков и потребителей.

Задача о читателях-писателях

Существует как миниму три вариации проблемы, кода несколько потоков пытаются получить доступ к одному и тому же общему ресурсу одновременно. Некоторые обладают правами только на чтение, другие и на запись, при ограничениях, что в момент записи ресурс для чтения другими потоками недоступен.

Первая задача о читателях-писателях (приоритет читателя)

Вторая задача о читателях-писателях (приоритет писателя)

Третья задача о читателях-писателях (честное распределение ресурсов)

Задача обедающих философов

Задача обедающих философов (англ. Dining philosophers problem) — классический пример, используемый в информатике для иллюстрации проблем синхронизации при разработке параллельных алгоритмов и техник решения этих проблем. Сформулирована в 1965 году Эдсгером Дейкстрой как экзаменационное упражнение для студентов. В качестве примера был взят конкурирующий доступ к ленточному накопителю. Вскоре проблема была сформулирована Ричардом Хоаром в том виде, в каком она известна сегодня.

Постановка задачи

Пять безмолвных философов сидят вокруг круглого стола, перед каждым философом стоит тарелка пасты. Вилки лежат на столе между каждой парой ближайших философов.

Каждый философ может либо есть, либо размышлять. Приём пищи не ограничен количеством оставшейсяся пасты — подразумевается бесконечный запас. Тем не менее, философ может есть только тогда, когда держит две вилки — взятую справа и слева (альтернативная формулировка проблемы подразумевает миски с рисом и палочки для еды вместо тарелок со спагетти и вилок). Каждый философ может взять ближайшую вилку (если она доступна), или положить — если он уже держит её. Взятие каждой вилки и возвращение её на стол являются раздельными действиями, которые должны выполняться одно за другим.

Суть проблемы заключается в том, чтобы разработать модель поведения (параллельный алгоритм), при котором ни один из философов не будет голодать, то есть будет вечно чередовать приём пищи и размышления.

Аппаратная синхронизация

Многие системы обеспечивают аппаратную поддержку для критических секций кода.

Синхронизация — (от греч. συνχρόνος одновременный) процесс приведения к одному значению одного или нескольких параметров разных объектов. См.: Синхронизация колебаний Синхронизация (техника) Синхронизация (информатика) Синхронизация (психофизиология)… … Википедия

Аспектно-ориентированная разработка программного обеспечения — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Раунд (в криптографии) — Раундом (или циклом) в криптографии называют один из последовательных шагов обработки данных в алгоритме блочного шифрования.[1] В шифрах Фейстеля (построенных в соответствии с архитектурой сети Фейстеля) и близких ему по архитектуре шифрах –… … Википедия

БК — Тип Бытовой компьютер Выпущен … Википедия

БК (семейство компьютеров) — У этого термина существуют и другие значения, см. БК (семейство компьютеров) (значения). БК (семейство компьютеров) Тип … Википедия

Состояние гонки — У этого термина существуют и другие значения, см. Гонки. Состояние гонки (англ. race condition) ошибка проектирования многопоточной системы или приложения, при которой работа системы или приложения зависит от того, в каком порядке… … Википедия

Параллельные вычисления — Не следует путать с Распределённые вычисления. Параллельные вычисления такой способ организации компьютерных вычислений, при котором программы разрабатываются как набор взаимодействующих вычислительных процессов, работающих параллельно… … Википедия

Фотографическая широта — В Википедии есть п … Википедия

  • Синхронизация (от др.-греч. σύγχρονος — одновременный) в информатике обозначает одно из: синхронизацию процессов, либо синхронизацию данных, либо процесс синхронизации передачи данных.

Синхронизация процессов — это механизм, позволяющий обеспечить целостность какого-либо ресурса (файл, данные в памяти), когда он используется несколькими процессами или потоками в случайном порядке. Для синхронизации процессов и потоков используются семафоры, мьютексы и критические секции. Альтернативой синхронизации может служить модель акторов или транзакционная память. Синхронизация данных — ликвидация различий между двумя копиями данных. Предполагается, что ранее эти копии были одинаковы, а затем одна из них, либо обе были независимо изменены.

Тем не менее, есть ряд частных способов, применимых в тех или иных случаях:

* Если данные представляют собой набор независимых записей (то есть любое сочетание записей является корректным — это, напр., телефонная книга), то можно просто объединить множества записей. Это ликвидирует риск потери информации, но чтобы удалить запись из набора, этот способ приходится сочетать с первым.

* Если наборы синхронизируются неоднократно, можно автоматически вводить в них дополнительную служебную информацию: дата и время последнего изменения записи, пометки об удалённых записях (стираются после следующей синхронизации или через достаточно большое время) и пр. . Этот подход используется, например, в Outlook.

Синхронизация передачи данных — процесс, при котором приемник синхронизируется с передатчиком в процессе передачи цифровых данных.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

В базах данных и обработке транзакций двухфазная блокировка (2PL) — это метод управления параллелизмом, который гарантирует сериализуемость. Это также имя результирующего набора графиков транзакций базы данных (истории). Протокол использует блокировки, применяемые транзакцией к данным, которые могут блокировать (интерпретировать как сигналы для остановки) другие транзакции от доступа к тем же данным в течение жизни транзакции.

В информатике бу́фер (англ. buffer), мн. ч. бу́феры — это область памяти, используемая для временного хранения данных при вводе или выводе. Обмен данными (ввод и вывод) может происходить как с внешними устройствами, так и с процессами в пределах компьютера. Буферы могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении, но подавляющее большинство буферов реализуется в программном обеспечении. Буферы используются, когда существует разница между скоростью получения данных и скоростью их обработки.

Операционные системы используют менеджеры блокировок (англ.) для организации и координации доступа к ресурсам. Распределенный менеджер блокировок (англ. Distributed lock manager, DLM, ) работает на каждой машине в кластере, с идентичной копией базы данных блокировок кластера. Таким образом, DLM является пакетом программного обеспечения, который позволяет компьютерам в кластере координировать доступ к совместно используемым ресурсам .

Синхронизация с компьютером – возможность осуществлять синхронизацию данных между телефоном и компьютером – например, обмениваться записями телефонной книги или синхронизировать органайзер телефона с органайзером в компьютере – то, что было только в телефоне, переписывается на компьютер, и наоборот. Также вы сможете синхронизировать свои контакты с Microsoft Outlook.

Синхронизация (от греч. synchronos — одновременный) в информатике обозначает одно из двух: синхронизацию процессов, либо синхронизацию данных.

Синхронизация с компьютером - возможность осуществлять синхронизацию данных между телефоном и компьютером - например, обмениваться записями телефонной книги или синхронизировать органайзер телефона с органайзером в компьютере - то, что было только в телефоне, переписывается на компьютер, и наоборот. Также вы сможете синхронизировать свои контакты с Microsoft Outlook.

Такая функция позволит с легкостью переносить данные (телефонной книги, календаря и т. д. ) со старого на новый телефон (при условии, что данную функцию поддерживают оба аппарата) .

синхронизируют 2 устройства, копирование всех данных на другое, при поломке вернуть все данные одной кнопкой, можно

В каком контексте? В общем случае - процесс приведения к одному значению одного или нескольких параметров разных объектов

Синхронизация – обычно компьютерный термин. Это когда любые два процесса, находясь в разных местах, одновременно выполняют одну и ту же функцию. Допустим, показ какого-либо онлайн-мероприятия с Интернета на двух разных компьютерах в разных местах – это и есть синхронизация.

В этой статье вы узнаете о том, что такое синхронное и асинхронное программирование в JavaScript и как применяя эти знания работать с Async/Await .


По факту это адаптированный перевод двух отличных статей:

Выполнение синхронного и асинхронного кода в JavaScript

Недавно мы вели беседу с несколькими начинающими JS разработчиками, относительно того, как JS распределяет память и как парсится код, ну и само собой как он выполняется. Это одна из самых важных тем, которая никогда не являлась частью какой-либо программы обучения, но её, в принципе и не обязательно знать, чтобы написать программу на JavaScript. Такие темы очень важны для любопытных разработчиков, которые серьёзно относятся к своему делу. Я решил написать о ней, так как я нахожу её довольно неоднозначной, а люди имеют свойство сравнивать вещи, в особенности это склонны делать те, кто знаком с такими языками программирования как PHP, C++, Java и т.д, но учтите, что JavaScript это дикий зверь и с самого начала у меня он забрал довольно прилично времени для того, чтобы осознать некоторые важные аспекты, например то, как будучи однопоточным, JavaScript может быть синхронным и неблокируемым процессом?

Теперь перед тем как мы копнем глубже, давайте проясним основную концепцию и разницу между JavaScript Engine (движок) и JavaScript Run-time Environment.

Движок JavaScript это программа, которая используется для обработки заданного кода и конвертирования его в конкретные команды для их выполнения.

С другой стороны, JavaScript Run-time Environment это среда, отвечающая за создание экосистемы с возможностями, сервисами и поддержкой, такими как массивы, функции, ключевые библиотеки и тп, которые необходимы для того, чтобы код запустился верно.

Функциональная модель

Почти все браузеры имеют на борту JavaScript движок. Самые популярные это V8 в Google Chrome и Node.js, SpiderMonkey от Мазилы, Chakra для IE и т.д. Хоть все эти браузеры и выполняют JavaScript по-разному, но под капотом, они все работают по старой доброй модели:


Call Stack, Web APIs, Event loop, асинхронная очередь заданий, очередь на рендер и т.д. Все мы слышали эти шумные термины в нашей ежедневной работе. В совокупности, все они работают вместе, чтобы перевести и выполнить синхронные и асинхронные блоки кода, которые мы пишем каждый день. Давайте заглянем глубже в эту модель и попытаемся понять, что они делают и что самое важное — как они это делают.

Синхронные задачи

Что означает синхронность? Скажем, что у нас есть 2 строчки кода. Первая идет за второй. Синхронность означает то, что строка 2 не может запуститься до тех пор, пока строка 1 не закончит своё выполнение.

JavaScript сам по себе однопоточный, что означает то, что только один блок кода может запускаться за раз. Так как движок JS выполняет наш код, обрабатывая строку за строкой, он использует один стек вызова, чтобы продолжать отслеживать код, который выполняется в соответствии с установленным порядком. Тоже самое, что и делает стек — структура данных, которая записывает строки выполняемых инструкций и выполняет их в стиле LIFO , то есть Last In First Out , что переводится как, “последний пришел — первый обслужен”. Давайте посмотрим на живом примере как это происходит и работает, вот function foo() < foo() отправляется в стек и затем, когда выполнение foo() доходит до return;>foo() прекращается и выкидывается из стека вызовов.


Что происходит в Exercise 1: Итак, схема выше показывает нам типичное линейное выполнение кода. Когда код из трех console.log объявлений отдается в JS.

Шаг 1: console.log("Print 1") отправляется в стек вызовов и выполняется, после того, как процесс завершится, он будет выкинут из стека. Теперь стек пуст и готов к следующим инструкциям на выполнение.

Шаг 2: Следующей инструкцией на выполнение является console.log("Print 2"); , который также отправляется в стек и после выполнения оттуда также выкидывается. Всё повторяется до тех пор, пока не останется ничего для выполнения.
Давайте посмотрим на следующий пример:


Exercise 2: что же тут происходит на самом деле:
Шаг 1: В стек вызовов попадает первое выполняемое объявление нашего скрипта — вызов функции First() . Во время выполнения в области видимости функции First() , наш движок встречает вызов ещё одной функции — Second() .

Шаг 2: Следовательно, вызов функции Second() отправляется в стек вызовов и движок начинает выполнение её содержимого, снова встречаясь с ещё одной функцией Third() внутри Second() .

Шаг 3: Функция Third() также отправляется в стек запросов и движок начинается её выполнение. Пока функции Second() и First() находятся в стеке и ждут своей очереди в соответствии с порядком.

Шаг 4: Когда движок сталкивается с return; внутри функции Third() , то это означает завершение Third() . Следовательно Third() выкидывается из стека как завершенное исполнение. На этом моменте движок возвращается к выполнению Second() .

Шаг 5: Итак, как только движок столкнется с return; , функция Second() будет выкинута из стека и начнется выполнение First() . Теперь тут нет объявления return внутри области видимости First() , так что выполнится только код до конца его области видимости и First() будет выкинут из стека на шаге 6.

Вот то, как браузер работает с синхронными задачами без привлечения чего-либо ещё, кроме “легендарного” стека вызовов. Но всё становится куда сложнее, когда JavaScript сталкивается с асинхронными задачами.

Асинхронные задачи

Что такое вообще — асинхронность? В отличие от синхронности, асинхронность это модель поведения. Предположим, что у нас есть две строчки кода, первая за второй. Первая строка это код которому нужно время. Итак, первая строка начинает запуск в фоновом режиме, позволяя второй строке запуститься без ожидания завершения первой строки.

Нам нужно такое поведение в случае, когда что-то подтормаживает и требует времени. Синхронность может казаться прямолинейной и незатейливой, но всё же может быть ещё и медленной. Такие задачи, как обработка изображений, операции с файлами, создание запросов сети и ожидание ответа — всё это может тормозить и быть долгим, производя огромные расчеты в 100 миллионов циклов итераций. Так что такие вещи в стеке запросов превращаются в “задержку”, ну или “blocking” по-английски. Когда стек запросов заблокирован, браузер препятствует вмешательству пользователя и выполнению другого кода до тех пор, пока “задержка” не выполнится и не освободит стек запросов. Таким образом асинхронные колбэки (callback) используются в таких ситуациях.

Пример: Видимо функция setTimeout() это простейший способ продемонстрировать основы асинхронного поведения.


Exercise 3: Давайте рассмотрим стек запросов, который только что увидели:
Шаг 1: Как и обычно console.log("Hello ") отправляется в стек первым и сразу же из него выкидывается после выполнения.

Шаг 2: setTimeout() отправляется в стек, но обратите внимание на то, что console.log("Siddhartha") не может сразу выполниться, так как стоит отсрочка на 2 секунды. Так что пока эта функция для нас исчезнет, но мы позже разберем этот вопрос.

Шаг 3: Само собой, следующая строка это console.log(" I am ") , которая отправляется в стек, выполняется и тут же выкидывается из него.

Шаг 4: Сейчас стек запросов пуст и в ожидании.

Шаг 5: Внезапно console.log( "Siddhartha" ) обнаруживается в стеке, после 2-х секунд задержки. Далее setTimeout() выполняется и сразу после этого выкидывается из стека. На 6-м шаге, наш стек оказывается пустым.

Это говорит о том, что пусть даже JavaScript и однопоточный, мы можем достичь согласованности действий через асинхронное исполнение задач.

Теперь у нас осталось несколько вопросов:

Вопрос 1: Что случилось с setTimeout() ?
Вопрос 2: Откуда оно вернулось?
Вопрос 3: И как это вообще произошло?

И тут появляется Event Loop (Или цикл обработки событий) и Web API. Давайте представим каждого из вышесказанных и ответим на эти три вопроса в нашей следующей схеме.


Exercise 4: Давайте разберемся.
Шаг 2: С этого момента setTimeout(callback, 2000) отправляется в стек запросов. Как мы можем видеть, тут имеются компоненты callback и задержка в 2000ms. setTimeout() не является частью JavaScript движка, это по сути Web API включенное в среду браузера как дополнительный функционал.

Шаг 3: Итак, Web API браузера берет на себя callback и запускает таймер в 2000ms, оставляя на фоне setTimeout() , которое сделало свою работу и выкинуто из стека. Вот и ответ на первый вопрос.

Шаг 4: Следующая строка в нашем скрипте это console.log( "I am" ) , отправленное в стек и выкинутое оттуда после выполнения.

Шаг 5: Теперь у нас есть callback в WebAPI, который собирается сработать по прошествии 2000ms. Но WebAPI не может напрямую как попало закидывать что-то в стек запросов, потому что это может создать прерывание для другого кода, выполняемого в JavaScript движке, именно в этот момент. Так что callback поставится в очередь выполнения задач после 2000ms. А теперь WebAPI пуст и свободен.

Шаг 6: Цикл событий или Event Loop — ответственный за взятие первого элемента из очереди задач и передачу его в стек запросов, только тогда, когда стек пуст и свободен. На этом шаге нашего уравнения, стек запросов пуст.

Шаг 7: Итак, callback отправлен в стек запросов, так как он был пуст и свободен. И тут же выполнился. Так что ответ на второй вопрос готов.

Шаг 8: Далее идет выполнение кода console.log("Siddhartha") , который находится в области видимости callback, следовательно, console.log("Siddhartha") отправляется в стек запросов.

Шаг 9: После того, как console.log("Siddhartha") выполнен, он выкидывается из стека запросов и JavaScript приходит к завершению выполнения callback. Который в свою очередь после своего завершения будет выкинут из стека запросов. А вот и ответ на вопрос как.

Итак, это была довольно простая демонстрация происходящего, но всё может стать сложнее в некоторых ситуациях, например тогда, когда есть несколько setTimeout в очереди — в общем результаты разнятся от того что обычно ожидается.

Теперь давайте посмотрим на пример с Async/Await.

Далее мы попытаемся понять синтаксис async/await , погружаясь ещё глубже в то, что же это на самом деле и как это работает.

Итак, вы знаете что он делает, но знаете ли вы как?

У большинства разработчиков неоднозначное отношение к JavaScript, отчасти из-за того, что они становятся жертвами одного из его лучших качеств: он легко учится, но тяжело применяется. Это легко подметить взглянув на то, сколько разработчиков склонны полагать, что этот язык работает сугубо однопоточно, но на самом деле всё происходит по-другому если взглянуть под капот. Именно эта разница проявляется в деталях и вызывает разочарование.

Для примера, я не сомневаюсь в том, что изменения в стандартах вызвали у многих из вас недопонимание о поведении языка, например как с классами. В JavaScript нет классов, в реальности JavaScript использует Prototypes, синглтон объекты, из которых наследуются другие объекты. По факту, все объекты в JavaScript имеют прототип из которого они наследуются. Это означает то, что классы в JS на самом деле не ведут себя как классы. Класс это схема для создания экземпляров объекта, а prototype это экземпляр, которому другие экземпляры объекта передают работу, prototype это не схема и не шаблон, он просто есть и всё.

Именно поэтому вы можете добавить новый метод для Array и тут же все массивы смогут его использовать. Это можно сделать в среде выполнения, затронув объект, ставший экземпляром.

В общем, классы в JavaScript это синтаксический сахар для прототипизирования.

Я хочу тут сделать акцент на том, что вам надо выучить то, как язык работает на самом деле, кроме своего синтаксиса, если вы хотите полностью понять его возможности и ограничения.

Async/Await спецификации

Асинхронные функции это дополнение к языку, уже включенное в последний драфт EcmaScript. Вы можете смело их использовать с применением Babel.

async/await пытается решить одну из главных головных болей языка со времен его появления: это асинхронность. То, как работает концепция асинхронного кода, вы прочитали в первой части этой статьи, если вы ещё не поняли, то обязательно перечитайте и поймите перед тем как читать дальше.

На протяжении многих лет у нас было несколько способов работы с асинхронностью без всякого сумасшествия в коде. В большинстве случаев, мы полагались просто на Callbacks :

Всё это хорошо, но что если мы столкнемся с последовательностью?

То, что вы видите выше иногда называется Pyramid of Doom и Callback Hell.

Узрите: промисы

Промисы это очень мудрый и хороший способ работы с асинхронным кодом.

В этой статье вы можете понять с самого начала, что такое промисы и как они работают — Промисы в JavaScript для чайников.

Промис это объект, который представляет собой асинхронный таск, который должен завершиться. При использовании это выглядит как-то так:

buyCoffee возвращает промис, который является процессом покупки кофе. Функция resolve указывает промису на то, что он выполнен. Он получает значение как аргумент, который будет доступен в промисе позже.

В самом экземпляре промиса есть два основных метода:

then — запускает колбек, который вы передали, когда промис завершен.

catch — запускает колбек, который вы передали, когда что-то идет не так, что вызывает reject вместо resolve . Reject вызывает как вручную, так и автоматически, если необработанное исключение появилось внутри кода промиса.
Важно: промисы которые были выкинуты из-за исключения, поглотят это исключение. Это означает то, что если ваши промисы не связаны должным образом или нет вызова catch в каком-либо промисе из цепочки, то вы обнаружите, что ваш код просто втихую порушится, что может быть очень разочаровывающе, так что избегайте таких ситуаций.

У промисов есть и другие очень интересные свойства, которые позволяют им быть связанными. Предположим, что у нас есть другие функции, которые отдают промис. Мы могли бы сделать так:

В этом случае использование колбеков было бы ужасным для поддержания кода и его чистоты.
Если вы не использовали промисы, то код выше может выглядеть непонятным, так как промисы, которые отдают промисы в своем методе then , вернут промис, который решается только когда возвращенный промис сам решается. И они сделают это со значением возвращенного промиса. В общем извините, по-другому это нельзя сказать.

Итак, мы уже почти подошли к самому интересному.

Async функции, это функции, которые возвращают промисы. Это так. Вот почему я выделил время, чтобы кратко объяснить, что же такое промисы, так как чтобы реально понять Async/Await , вам надо знать то, как работают эти самые промисы. Это как с примером про классы в JavaScript, где вам нужно понимать прототипирование.

Как это работает

Async функции. Они объявляются добавлением слова async , например async function doAsyncStuff()

Ваш код может встать на паузу в ожидании Async функции с await

Await возвращает то, что асинхронная функция отдаёт при завершении.

Await может быть использовано только внутри async функции.

Если асинхронная функция выдает исключение, то оно поднимется к родительской функции, как в обычном JavaScript и может быть перехвачено с try/catch . Как и в промисах, исключения будут проглочены, если они не будут перехвачены где-нибудь в цепочке кода. Это говорит о том, что вы всегда должны использовать try/catch , всякий раз когда запускается цепочка вызовов Async функций. Хорошей практикой является включение хотя бы одного try/catch в каждую цепочку, если только в игнорировании этого совета нет абсолютной необходимости. Это даст одно единственное место для работы с ошибками во время работы async и сподвигнет вас правильно связать ваши запросы async функций.

Давайте посмотрим на код:

Это то, как выглядит async/await , он очень схож с синхронным кодом, а синхронный код куда проще понять.

Итак, теперь doManyThings() это тоже асинхронная функция, как нам ожидать её? Да никак. Не с нашим новым синтаксисом. У нас есть три варианта:

  1. Дайте оставшемуся коду выполниться и не ждать завершения, как нам и нужно во многих случаях.

2. Запустите её внутри ещё одной асинхронной функции, обернутой в блок try/catch .

3. Или используйте как промис.

Снова функции, которые возвращают промисы.
Итак, под конец я бы хотел показать несколько примеров того, как async/await приблизительно переходят в промисы. Я надеюсь, что это поможет вам увидеть то, как async функции выполняют роль синтаксического сахара для создания функций, которые отдают и ожидают промисы.

Простая async функция:

Async функция, которая ожидает результат другой async функции:

Пример, на который важно обратить внимание
Вот пример того, почему понимание того, как работает async/await реально важно.

Пока что всё хорошо, мы параллельно выполняем doSomethingAsync несколько раз, так как мы не используем await . Но как бы мы это выполнили с ним?

Пример выше выдаст синтаксическую ошибку, так как мы передаем forEach синхронную функцию.

Не проблема, верно? Нам всего-лишь надо передать ей async функцию. А вот и нет.

Что тут не так? Давайте посмотрим на то, как это интерпретируется. Я не будут многословным с промисами и объясню максимально просто то, как это было бы в случае с ними:

Проблема в том, что forEach не ожидает async функции или выражаясь промисами, она не ждет пока одна итерация вернет промис, чтобы завершить предыдущую.

Также, в наших примерах, нам не надо было ожидать вызова forEach .

Так как теперь решить эту проблему? К сожалению, мы не можем использовать forEach . По факту, никакие синхронные итераторы не будут работать. Нам нужны итераторы, которые знают как работать с промисами.

И есть один, который будет. Это современная версия цикла for, “ for of ”, которая понимает await для промисов.

Если вы не можете использовать “ for of ”, то вы можете применить итератор, который поддерживает промисы или использовать библиотеку, такую как bluebird Promise.each

В общем, поймите промисы и вы поймете async/await .

Заключение

Я надеюсь, что это прояснило картину, async/await это просто, если вы хорошо понимаете промисы.

Читайте также: