JavaScript语言的执行环境是“单线程”， 所谓单线程，就是一次只能完成一件任务， 如果有多个任务就需要排队，一个完成了，继续下一个，这种方式在实现来说是非常简单的，但是如果一个任务耗时很长，那么后面的任务就需要排队等着，会拖延整个程序的执行。 常见的浏览器无响应（假死）就是因为某一段JavaScript代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡死，其他任务无法执行。
为了解决这个问题，JavaScript语言将任务的执行模式分为两种：同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）。
同步任务执行的顺序和排队的顺序是一致的，而异步则需要有一个或者多个回调函数，前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是等着前一个任务结束就执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的，异步的。
异步模式非常重要，在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应，最好的例子就是ajax操作，在服务器端， 异步操作甚至是唯一方式，因为执行环境是单线程的，如果允许同步执行所有的http请求，服务器性能会急剧下降，很快就会失去响应。
JavaScript中异步操作的几种类型。
JavaScript中异步编程的方法有：
回调函数事件监听发布/订阅promisegenerator（ES6）async/await （ES7）
下面我来分别介绍这几种异步方法：
A、回调函数
回调函数是异步编程中最基本的方法。假设有三个函数f1、f2、f3，f2需要等待f1的执行结果，而f3是独立的，不需要f1和f2的结果，如果我们写成同步，就是这样的：
f1(); f2(); f3();
如果f1执行的很快，可以； 但是如果f1执行的很慢，那么f2和f3就会被阻塞，无法执行。这样的效率是非常低的。但是我们可以改写，将f2写成是f1的回调函数，如下：
function f1(callback){ setTimeout(function () { // f1的任务代码 callback(); }, 1000); }那么这时候执行代码就是这样：
f1(f2);f3();
这样，就是一个异步的执行了，即使f1很费时间，但是由于是异步的，那么f3()就会很快的得到执行，而不会受到f1和f2的影响。
注意： 如果我们把f1写成这样呢？
function f1(callback){ // f1的任务代码 callback();}然后，我们同样可以这么调用：
f1(f2);f3()
这时候还是异步的吗？ 答案：不是异步。 这里的回调函数并非真正的回调函数，如果没有利用setTimeout含函数，那么f3()的执行同样需要等到f1(f2)完全执行完毕，这里要注意。而我们就是利用setTImeout才能做出真正的回调函数。
B、事件监听
另一种异步的思路是采用事件驱动模式。任务的执行不取决于代码的顺序， 而取决于某个事件是否发生。 还是以f1、f2、f3为例子。 首先，为f1绑定一个事件（这里采用jquery的写法）：
f1.on('done', f2);f3()这里的意思是： 当f1发生了done事件，就执行f2， 然后，我们对f1进行改写：
function f1(){ setTimeout(function () { // f1的任务代码 f1.trigger('done'); }, 1000); }f1.trigger(‘done’)表示， 执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。
这种方法的优点就是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以去耦合，有利于实现模块化，缺点就是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。
C、发布/订阅
第二种方法的事件，实际上我们完全可以理解为“信号”，即f1完成之后，触发了一个 ‘done’，信号，然后再开始执行f2。
我们假定，存在一个“信号中心”，某个任务执行完成，就向信号中心“发布”（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心“订阅”这个信号， 从而知道什么时候自己可以开始执行。 这个就叫做“发布/订阅模式”， 又称为“观察者”模式 。
这个模式有多种实现， 下面采用Ben Alman的Tiny PUb/Sub，这是jQuery的一个插件。
首先，f2向”信号中心”jquery订阅”done”信号，
jQuery.subscribe("done", f2);然后，f1进行如下改写：
function f1(){ setTimeout(function () { // f1的任务代码 jQuery.publish("done"); }, 1000); }jquery.pushlish(“done”)的意思是： f1执行完成后，向“信号中心”jQuery发布“done”信号，从而引发f2的执行。
此外，f2完成执行后，也可以取消订阅（unsubscribe）。
jQuery.unsubscribe("done", f2);这种方法的性质和“事件监听”非常类似，但是明显是优于前者的，因为我们可以通过查看“消息中心”，了解到存在多少信号、每个信号有多少个订阅者，从而监控程序的运行。
D、promise对象
promise是commonjs工作组提出来的一种规范，目的是为异步编程提供统一接口。
简答的说，它的思想是每一个异步任务返回一个promise对象，该对象有一个then方法，允许指定回调函数。 比如,f1的回调函数f2，可以写成：
f1().then(f2);
f1要进行下面的改写（这里使用jQuery的实现）：
function f1(){ var dfd = $.Deferred(); setTimeout(function () { // f1的任务代码 dfd.resolve(); }, 500); return dfd.promise; }这样的优点在于，回调函数编程了链式写法，程序的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以实现很多强大的功能 。
如：指定多个回调函数：
f1().then(f2).then(f3);
再比如，指定发生错误时的回调函数：
f1().then(f2).fail(f3);
而且，他还有一个前面三种方法都没有的好处：如果一个任务已经完成，再添加回调函数，该回调函数会立即执行。 所以，你不用担心是否错过了某个事件或者信号，这种方法的确定就是编写和理解，都比较困难。
E、generator函数的异步应用
在ES6诞生之前，异步编程的方法，大致有下面四种：
回调函数事件监听发布/订阅promise对象
没错，这就是上面讲得几种异步方法。 而generator函数将JavaScript异步编程带入了一个全新的阶段！
比如，有一个任务是读取文件进行处理，任务的第一段是向操作系统发出请求，要求读取文件。然后，程序执行其他任务，等到操作系统返回文件，再接着执行任务的第二段（处理文件）。这种不连续的执行，就叫做异步。
相应地，连续的执行就叫做同步。由于是连续执行，不能插入其他任务，所以操作系统从硬盘读取文件的这段时间，程序只能干等着。
协程
传统的编程语言中，早就有了异步编程的解决方案，其中一种叫做协程，意思是多个线程互相协作，完成异步任务。
协程优点像函数，又有点像线程，运行流程如下：
第一步，协程A开始执行。第二步，协程A执行到一半，进入暂停，执行权转移到协程B。第三步，（一段时间后）协程B交还执行权。第四步，协程A恢复执行。
上面的协程A，就是异步任务，因为它分为两段（或者多段）执行。
举例来说，读取文件的协程写法如下：
function *asyncJob() { // ...其他代码 var f = yield readFile(fileA); // ...其他代码}上面代码的函数asyncJob是一个协程，奥妙就在于yield命令， 它表示执行到此处，执行权交给其他协程，也就是说yield命令是异步两个阶段的分界线。
协程遇到yield命令就暂停，等到执行权返回，再从暂停的地方继续向后执行，它的最大优点就是代码的写法非常像同步操作，如果去除yield命令，简直是一模一样。
协程的Generator函数实现
Generator函数是协程在ES6中的实现，最大特点就是可以交出函数的执行权（即暂停执行）。
整个Generator函数就是一个封装的异步任务，或者说异步任务的容器。 异步任务需要暂停的地方，都用yield语句注明。 如下：
function* gen(x) { var y = yield x + 2; return y;}var g = gen(1);g.next() // { value: 3, done: false }g.next() // { value: undefined, done: true }在调用gen函数时 gen(1)， 会返回一个内部指针（即遍历器）g。 这是Generator函数不同于普通函数的另一个地方，即执行它（调用函数）不会返回结果， 返回的一个指针对象 。调用指针g的next方法，会移动内部指针（即执行异步任务的第一阶段），指向第一个遇到的yield语句，这里我们是x + 2，但是实际上这里只是举例，实际上 x + 2 这句应该是一个异步操作，比如ajax请求。 换言之，next方法的作用是分阶段执行Generator函数。每次调用next方法，会返回一个对象，表示当前阶段的信息（value属性和done属性）。 value属性是yield语句后面表达式的值，表示当前阶段的值；done属性是一个布尔值，表示Generator函数是否执行完毕，即是否还有下一个阶段。
Generator函数的数据交换和错误处理
Generator 函数可以暂停执行和恢复执行，这是它能封装异步任务的根本原因。除此之外，它还有两个特性，使它可以作为异步编程的完整解决方案：函数体内外的数据交换和错误处理机制。
next返回值的value属性，是 Generator 函数向外输出数据；next方法还可以接受参数，向 Generator 函数体内输入数据。
function* gen(x){ var y = yield x + 2; return y;}var g = gen(1);g.next() // { value: 3, done: false }g.next(2) // { value: 2, done: true }上面代码中，第一next方法的value属性，返回表达式x + 2的值3。第二个next方法带有参数2，这个参数可以传入 Generator 函数，作为上个阶段异步任务的返回结果，被函数体内的变量y接收。因此，这一步的value属性，返回的就是2（变量y的值）。
Generator 函数内部还可以部署错误处理代码，捕获函数体外抛出的错误。
function* gen(x){ try { var y = yield x + 2; } catch (e){ console.log(e); } return y;}var g = gen(1);g.next();g.throw('出错了');// 出错了上面代码的最后一行，Generator 函数体外，使用指针对象的throw方法抛出的错误，可以被函数体内的try...catch代码块捕获。这意味着，出错的代码与处理错误的代码，实现了时间和空间上的分离，这对于异步编程无疑是很重要的。
异步任务的封装
下面看看如何使用 Generator 函数，执行一个真实的异步任务。
var fetch = require('node-fetch');function* gen(){ var url = 'https://api.github.com/users/github'; var result = yield fetch(url); console.log(result.bio);}上面代码中，Generator 函数封装了一个异步操作，该操作先读取一个远程接口，然后从 JSON 格式的数据解析信息。就像前面说过的，这段代码非常像同步操作，除了加上了yield命令。
执行这段代码的方法如下。
var g = gen();var result = g.next();result.value.then(function(data){ return data.json();}).then(function(data){ g.next(data);});上面代码中，首先执行 Generator 函数，获取遍历器对象，然后使用next方法（第二行），执行异步任务的第一阶段。由于Fetch模块返回的是一个 Promise 对象，因此要用then方法调用下一个next方法。
可以看到，虽然 Generator 函数将异步操作表示得很简洁，但是流程管理却不方便（即何时执行第一阶段、何时执行第二阶段）。
如下：
function* gen(x) { yield 1; yield 2; yield 3; return 4;}var a = gen();console.log(a.next());console.log(a.next());console.log(a.next());console.log(a.next());最终，打印台输出
即开始调用gen()，并没有真正的调用，而是返回了一个生成器对象，a.next()的时候，执行第一个yield，并立刻暂停执行，交出了控制权； 接着，我们就可以去a.next() 开始恢复执行。。。 如此循环往复。
每当调用生成器对象的next的方法时，就会运行到下一个yield表达式。 之所以称这里的gen（）为生成器函数，是因为区别如下：
普通函数使用function来声明，而生成器函数使用 function * 来声明。普通函数使用return来返回值，而生成器函数使用yield来返回值。普通函数式run to completion模式 ，即一直运行到末尾； 而生成器函数式 run-pause-run 模式， 函数可以在执行过程中暂停一次或者多次。并且暂停期间允许其他代码执行。
async/await
async函数基于Generator又做了几点改进：
内置执行器，将Generator函数和自动执行器进一步包装。语义更清楚，async表示函数中有异步操作，await表示等待着紧跟在后边的表达式的结果。适用性更广泛，await后面可以跟promise对象和原始类型的值(Generator中不支持)
很多人都认为这是异步编程的终极解决方案，由此评价就可知道该方法有多优秀了。它基于Promise使用async/await来优化then链的调用,其实也是Generator函数的语法糖。 async 会将其后的函数（函数表达式或 Lambda）的返回值封装成一个 Promise 对象，而 await 会等待这个 Promise 完成，并将其 resolve 的结果返回出来。
await得到的就是返回值，其内部已经执行promise中resolve方法，然后将结果返回。使用async/await的方式写回调任务：
async function dolt(){ console.time('dolt'); const time1=300; const time2=await step1(time1); const time3=await step2(time2); const result=await step3(time3); console.log(`result is ${result}`); console.timeEnd('dolt');}dolt();可以看到，在使用await关键字所在的函数一定要是async关键字修饰的。
功能还很新，属于ES7的语法，但使用Babel插件可以很好的转义。另外await只能用在async函数中，否则会报错。