C04 并发控制与取消

摘要：批量请求全部 Promise.all 会瞬间打满连接数，逐条 await 又会让总耗时线性增长。可控做法是并发池：固定工作槽位，完成一个补一个。AbortController 提供取消信号，fetch、事件监听、定时器均可共享同一信号。本文给出并发池、超时封装、输入防抖与请求去重四组实现。
关键词：并发池，AbortController，取消信号，防抖，请求去重

所属：frontend/js / C-高级 ｜上一篇：C03-内存管理与性能分析 ｜下一篇：C05-JavaScript工程化

1 引言

一次导入五百行数据、搜索框连续输入、页面切换时取消未完成的请求，三处需求都指向同一问题：同时进行的异步任务需要上限与中止能力。

本文回答三个问题：并发数量如何限制、进行中的任务如何取消、重复请求如何避免。范围见表 1-1。

项	本文覆盖	本文不覆盖
并发	池化执行、结果保序、错误隔离	服务端限流
取消	`AbortController`、`signal`、超时合并	跨页面导航中断
交互	防抖、竞态丢弃、请求去重	缓存策略（D03）

2 预备知识

项	要求	核对方式
环境	Node.js 20+（内置 `fetch` 与 `AbortSignal.timeout`）	能运行 ESM 脚本
前置	B03	理解 Promise 组合
文件	`js-practice/concurrency.mjs`	编码 UTF-8

3 原理与实现

3.1 池化调度

并发池维护一个固定长度的工作槽位数组，每个槽位取走下一个任务，完成后继续取，直到队列为空，如图 3-1 所示。

flowchart TD
    A["任务队列 tasks"] --> B["启动 min(limit, 任务数) 个工作者"]
    B --> C["工作者取下一个任务"]
    C --> D{"队列是否为空"}
    D -->|是| E["工作者退出"]
    D -->|否| F["执行任务，结果写入对应下标"]
    F --> C
    E --> G["全部工作者退出后返回结果数组"]

图 3-1 固定槽位的工作者反复取任务

图上可见：任一时刻最多 limit 个任务在跑，结果按下标写回，因此返回顺序与入队顺序一致。

3.2 完整实现

// js-practice/concurrency.mjs；运行环境：Node.js 20+
// 1 并发池：结果保序，错误不中断其它任务
export async function pool(tasks, limit = 4) {
  const results = new Array(tasks.length);
  let cursor = 0;
  let active = 0;

  return new Promise((resolve) => {
    if (tasks.length === 0) return resolve(results);

    const launch = () => {
      while (active < limit && cursor < tasks.length) {
        const index = cursor;
        cursor += 1;
        active += 1;
        Promise.resolve()
          .then(() => tasks[index]())
          .then(
            (value) => { results[index] = { status: 'fulfilled', value }; },
            (reason) => { results[index] = { status: 'rejected', reason }; },
          )
          .finally(() => {
            active -= 1;
            if (cursor >= tasks.length && active === 0) resolve(results);
            else launch();
          });
      }
    };

    launch();
  });
}

// 2 超时与外部取消合并
export function withTimeout(signal, ms) {
  const timeout = AbortSignal.timeout(ms);
  return signal ? AbortSignal.any([signal, timeout]) : timeout;
}

async function getJson(url, { signal, timeout = 3000 } = {}) {
  const res = await fetch(url, { signal: withTimeout(signal, timeout) });
  if (!res.ok) throw new Error(`HTTP ${res.status}`);
  return res.json();
}

// 3 防抖 + 竞态丢弃：只保留最后一次输入的结果
export function debounceAsync(fn, wait = 300) {
  let timer;
  let controller;
  return (...args) =>
    new Promise((resolve, reject) => {
      clearTimeout(timer);
      controller?.abort();                 // 取消上一次仍在进行的请求
      controller = new AbortController();
      timer = setTimeout(() => {
        fn(...args, controller.signal).then(resolve, reject);
      }, wait);
    });
}

// 4 去重：相同 key 的进行中请求共用同一个 Promise
const inflight = new Map();
export function dedupe(key, factory) {
  if (inflight.has(key)) return inflight.get(key);
  const promise = factory().finally(() => inflight.delete(key));
  inflight.set(key, promise);
  return promise;
}

// 验证
const sleep = (ms, value, fail = false) =>
  new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => (fail ? reject(new Error('boom')) : resolve(value)), ms));

const tasks = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].map((n) => () => sleep(20 * n, n, n === 4));
const t0 = performance.now();
const out = await pool(tasks, 3);
console.log(out.map((r) => (r.status === 'fulfilled' ? r.value : 'ERR')));  // [1,2,3,'ERR',5,6,7]
console.log('elapsed', Math.round(performance.now() - t0));                  // 约 120

const search = debounceAsync(async (q, signal) => `result:${q}`, 50);
const p1 = search('a').catch((e) => e.name);
console.log(await search('ab'));       // result:ab
console.log(await p1);                 // AbortError，被取消

const first = dedupe('k', () => sleep(10, 'v1'));
const second = dedupe('k', () => sleep(10, 'v2'));
console.log(first === second, await second);   // true v1

并发策略对比见表 3-1。

策略	峰值并发	总耗时	适用场景
逐条 `await`	1	各任务之和	强依赖前一步结果
`Promise.all`	全部	最慢任务	少量请求、可承受峰值
并发池	固定 `limit`	约等于总耗时除以并发	批量导入、大批量刷新
`allSettled`	全部	最慢任务	需要逐项结果

取消能力对照见表 3-2。

API	是否支持 `signal`	取消后行为
`fetch`	是	拒绝，`name` 为 `AbortError`
`addEventListener`	是（`{ signal }`）	自动移除监听器
`setTimeout`	否	需手动 `clearTimeout`
`AbortSignal.timeout`	—	到点触发，不可重置
`AbortSignal.any`	—	任一信号触发即中止

4 验证与讨论

执行脚本，确认并发为 3 时总耗时约 120 毫秒，且第 4 项为 ERR。
把 limit 改为 1，确认总耗时接近各任务之和。
连续调用 search 三次，确认前两次以 AbortError 失败，只有最后一次返回结果。
同时用不同参数调用 dedupe('k', ...)，确认拿到同一个 Promise 实例。

检查项	预期结果	说明
并发上限	同时最多 `limit` 个	槽位控制
结果保序	输出顺序与入队一致	按写下标
错误隔离	单项失败不影响其余	逐项记录状态
竞态丢弃	旧请求被中止	`abort()` 上一次

讨论与局限。 中止只停止客户端的等待，服务端可能仍在处理，需要服务端配合幂等键。另，AbortSignal.any 在较旧运行时不支持，可退化为手动监听两个信号并共用同一个 controller。

5 常见问题

现象	原因	处理
批量请求打满连接	直接 `Promise.all`	改用并发池
取消后仍报未捕获拒绝	未处理 `AbortError`	在 `catch` 中判断 `err.name`
搜索结果闪回旧内容	旧请求晚于新请求返回	取消旧请求或按请求序号丢弃
重复提交生成两条记录	未去重	用 `dedupe` 共用进行中的 Promise
超时后请求仍在跑	只做了 `race`	把 `signal` 传给 `fetch`

6 结论

序号	结论	依据
1	批量任务用固定槽位并发池	图 3-1
2	池化结果按下标写回，天然保序	3.2 节
3	取消统一走 `AbortController`	表 3-2
4	相同请求共用进行中的 Promise	3.2 节

参考文献

[1] MDN Web Docs · AbortController，https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/AbortController（访问于 2026-10-31）
[2] DOM Standard · Aborting ongoing activities，WHATWG，https://dom.spec.whatwg.org/#aborting-ongoing-activities（访问于 2026-10-31）

C04 并发控制与取消

C04 并发控制与取消

1 引言

2 预备知识

3 原理与实现

3.1 池化调度

3.2 完整实现

4 验证与讨论

5 常见问题

6 结论

参考文献

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