yield在Java、C++、Python、JS中都有运用,本文讲解yield在各种编程语言中的用法;
- 转载自AlloyTeam:http://www.alloyteam.com/2021/03/15427/
源代码:
yield用法总结
yield 英文直译有着「提供」、「退让」的意思,先了解直译,对后面内容理解有帮助;
完全不了解 yield 的同学,可以先看一下 api 使用文档稍微了解一下:
- javascript yield:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/yield
- c++ yield:https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/yield
- python yield:https://docs.python.org/3/reference/simple_stmts.html#grammar-token-yield-stmt
yield在javascript中
我们先看一下 yield 在 javascript 中的定义:
yield 关键字用来暂停和恢复一个生成器函数;
这句话里面有两个概念需要了解:
- 生成器函数
- 暂停和恢复
生成器函数就是 function*,(普通的 function 关键字后面增加了一个星号);那它有什么用呢?
生成器函数在执行时能暂停,后面又能从暂停处继续执行;
好家伙,这直接让人想到协程了;
不过我们不要去想着底层是如何实现的,还是把注意力放在暂停和恢复这两个行为上;
在前端代码中,我们让程序暂停和恢复的次数非常多,举例最大的点就是:发送请求,等待 ajax 返回;
const response = await axios.get('/drink?id=yori');
// balabala 操作 response
当执行到如上代码的时候,需要发送 IO 请求;
而在 response 没有回来的时候,cpu 没啥事干,就去其他应用程序里打工去了,此时相当于整个函数执行变成了暂停状态,然后 response 回来,整个函数恢复执行;
yield 与异步
这样一看,首先 yield 能解决异步问题,我们可以写一个代码感受一下;
yield_and_async.js
// app.js
function* main() {
yield console.log("Jasonkay准备");
yield* drink();
yield console.log("Jasonkay喝不动了");
}
function* drink() {
yield console.log("Jasonkay吨吨吨");
yield new Promise(function (resolve, reject) {
setTimeout(function () {
console.log('过了3s');
resolve();
}, 3000);
});
}
function run(gen) { // 类似 co
const t = gen.next();
const {value, done} = t;
if (done) {
console.log('End');
return;
}
if (value instanceof Promise) {
value.then((e) => run(gen))
} else {
run(gen);
}
}
const gen = main();
run(gen);
输出结果:
Jasonkay准备
Jasonkay吨吨吨
过了3s
Jasonkay喝不动了
End
异步出现在 drink 函数里面那个封装成 Promise 的 setTimeout;
问题来了!yield 本身和 Promise 并没有什么火花,对于 yield 来说它只是把 Promise 当作一个普通的 expression;
此时,反倒是 yield 配套的 next 起到了关键性的作用,虽然需要我们自己调用 next 很繁琐,但这同是将操作权给了我们,可以创造无限可能;
我们可以通过一个 if 条件,判断 yield 结果是否是一个 Promise,如果是 Promise,那就可以就地进行 then 等待,而并非立刻继续 next;
这便是 co 函数的核心,但真正的 co 函数还有很多细节,感兴趣同学自行查阅;
理解了上面这个示例代码,我们便知道了:
用 yield 来将异步回调函数的写法转为同步的能力,是一种取巧的方案,必须依赖 co 函数进行辅助。所以相比较 async、await,yield 确实是一种临时方案,koa2 进行全面替换也无可厚非;
谁要是异步代码不用 async、await,用 yield,头都给捶烂!!
yield与迭代
上面一章已经说了,yield 本身并不是给异步用的,那 yield 有自己存在的价值么?
当然还是有的!从网上关于 function* 的示例,基本上都是作为迭代使用,比如下:
// yield_and_iteration
function* getValue() {
let list = [1, 2, 3, 4, 5];
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
yield list[i];
}
}
const gen = getValue();
// 自己调用 next 的方式
let t;
while (t = gen.next(), !t.done) {
console.log(t.value);
}
// 采用 for of 的方式
for (let t of getValue()) {
console.log(t);
}
输出:
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
你可能觉得就这??遍历数据我 for 循环不行么?当然可以,但是这违背了泛型编程的思想:
数组的 for 循环是一种写法,链表的 for 循环是一种写法,二叉树的 for 循环也是一种写法,自定义的数据结构迭代又会是一种写法;
不过对于前端而言,也不一定有那么强烈的泛型编程场景,还是得结合实际考虑;
整体来说 yield 在迭代场景中使用还是比较简单,不过需要注意几点:
- 生成器一定要相互独立,切勿随意复用;
// yield_and_iteration_err
function* getValue() {
let list = [1, 2, 3, 4, 5];
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
yield list[i];
}
}
// 没问题,generator 都相互独立
const gen1 = getValue();
let t1;
while (t1 = gen1.next(), !t1.done) {
for (d of getValue()) {
console.log(d);
}
console.log(t1.value);
}
console.log();
// 有问题
const gen2 = getValue();
let t2;
while (t2 = gen2.next(), !t2.done) {
for (d of gen2) { // ⚠️这里用了同一个 gen
console.log(d);
}
console.log(t2.value);
}
输出如下:
1
2
3
4
5
1
1
2
3
4
5
2
1
2
3
4
5
3
1
2
3
4
5
4
1
2
3
4
5
5
2
3
4
5
1
由于用了同一个generator,所以输出其实只有一次;
- 不要在迭代过程中修改迭代的元素
let list = [1, 2, 3, 4, 5];
for (let v of list) {
console.log(v);
if (Math.random() < 0.5) {
list.unshift(6);
}
}
看代码应该就能理解,会有元素被输出多次,而 6 这个元素永远不会出现;
当然,如果你觉得自己可以控制好修改元素的位置,并且很有自信,也是可以刀尖舔血的,但一定要记得:v8 don’t know what you want;
- 避免上层对 next 的调用
next 是一把双刃剑,它的灵活性让 yield 可以胜任很多骚操作(前面说的异步就是一种),但是我的建议是不要将这个东西给上层使用,请封装好,就像 co 函数,就像 for…of;
再回到最开始说的 yield 英文直译,可以理解「提供」和「退让」的语义在哪了么?
yield在python中
yield在python中的语义与js类似,下面给出了一个例子:
def add_list(a_list):
for i in a_list:
yield i + 1
a_list = [1, 2, 3, 4]
for x in add_list(a_list):
print(x)
生成+1的新列表;
yield在C++中
这一节就简单了,先直接上代码;
#include <thread>
void wait() {
while (true) {
// 进行 yield 调用,让出 cpu
std::this_thread::yield();
}
}
void calc() {
int d = 0;
for (int n = 0; n < 10000; ++n) {
for (int m = 0; m < 10000; ++m) {
d += d * m * n;
}
}
}
int main() {
std::thread t1(wait);
std::thread t2(calc);
t1.detach();
t2.join();
return 0;
}
calc 是一个耗时的函数,在我机器上大概耗时 4s,此时如果我不在 wait 函数中加 yield 执行,注意执行时 taskset 要设置成单 cpu 执行;
real 0m7.920s
user 0m7.916s
sys 0m0.000s
这里 user 的时间不止 4s,可以看出 while true 占据了不少 cpu 时间片。
然后我们加上 yield 的后结果就不一样了:
real 0m7.910s
user 0m5.012s
sys 0m2.896s
这里 user 时间下降到 5s,wait 函数线程占据的 cpu 时间明显下降,但是 sys 时间上升,因为我们通过 yield 将时间交还给了内核,所以可以看到 sys 的时间有所增长;
再回到最开始说的 yield 英文直译,应该可以很容易理解 C++ 中的「退让」语义;
yield在Java中
Java中的yield语义和C++中的相同,这里不再赘述了;
附录
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源代码: