【Swift脑洞系列】轻松无痛实现异步操作串行
开个新坑，来写写用 Swift 来做函数式编程的技巧。
引言：任何一个沾点 Functional 特性的框架，比如Promise，ReactiveCocoa或者RxSwift都提供了处理异步操作顺序执行的方案。
但其实用 Swift 本身自带很多Functional的特性，自己实现也并不难。
本文探讨了其中一种方法。
提起异步操作的序列执行，指的是有一系列的异步操作（比如网络请求）的执行有前后的依赖关系，前一个请求执行完毕后，才能执行下一个请求。
异步操作的定义
我们定义一般异步操作都是如下形式：
func asyncOperation(complete : ()-> Void){
//..do something
complete()
}常规的异步操作都会接受一个闭包作为参数，用于操作执行完毕后的回调。
那异步操作的序列化会有什么问题呢？ 看如下的伪代码：
func asyncOperation(complete : ()-> Void){
//..do something
print("fst executed")
complete()
func asyncOperation1(complete : ()-> Void){
//..do something
print("snd executed")
complete()
func asyncOperation2(complete : ()-> Void){
//..do something
print("third executed")
complete()
}我们定义了三个操作asyncOperation,asyncOperation1 和 asyncOperation2，现在我们想序列执行三个操作，然后在执行完后输出 all executed。 按照常规，我们就写下了如下的代码：
asyncOperation {
asyncOperation1({
asyncOperation2({
print("all executed")
}可以看到，明明才三层，代码似乎就有点复杂了，而我们真正关心的代码却只有 print("all executed") 这一行。但为了遵从前后依赖的时许关系，我们不得不小心的处理回调，以防搞错层级。如果层级多了就有可能像这样：
asyncOperation {
asyncOperation1({
asyncOperation2({
asyncOperation3{
asyncOperation4{
asyncOperation5{
print("all executed")
}这就是传说中的callback hell, 而且这还只是最clean的情况，实际情况中还会耦合很多的逻辑代码，更加无法维护。
用reduce来实现异步操作的串行
那是否有解决办法呢？ 答案是有的。很多FRP的框架都提供了类似的实现，有兴趣的读者可以自行查看Promise、 ReactiveCocoa 和 RxSwift中的实现。
然后正如本节的标题所说，Swift提供了两个函数式的特性：
- 函数是一等公民（可以像变量一样传来传去，可以做函数参数、返回值
- 高阶函数，比如 map 和 reduce
接下来我们就用这两个特性，实现一个更加优雅的方式来做异步操作串行。
1. 定义类型
为了方便书写，我们先定义一下异步操作的类型：
typealias AsyncFunc = (()->Void) -> VoidAsyncFunc 代表了一个函数类型，这样的函数有一个闭包参数（其实就是上面 asyncOperation 的类型）
2. 从串行两个操作开始
我们先化简问题，假设我们只需要串行两个异步操作呢？ 有没有办法把两个异步操作串行成一个异步操作呢？ 想到这里，我们可以YY出这样一个函数：
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{
}concat函数，顾名思义，是连接的意思。指的是将两个异步操作：left和right串行起来，并返回一个新的异步操作。
那现在，我们来思考如何实现concat函数，既然返回的是AsyncFunc 也就是一个函数，那我们可以先YY出这样的结构：
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{
return { complete in
}仔细回忆 AsyncFunc 的类型： (()->Void) -> Void，所以闭包参数complete就对应前面的参数。
架子已经写好了，我们来思考要实现如何实现最终返回这个函数。根据concat的定义我们可以知道，我们最终返回的是一个 接受一个闭包作为参数， 先执行left，成功后执行right，成功后再执行传入的闭包 。
你看，这样一分析，逻辑就非常清晰了，闭包参数就是complete. 我们抽丝剥茧，找到了问题的本质，于是很容易可以写出:
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{
return { complete in
left{
right{
complete()
}核心逻辑和我们最原始的版本其实并没有区别，区别就是不论再多个串行，我们都不需要写更多的嵌套了。
基于最开始的例子，我们测试一下：
let concatedFunction = concat(asyncOperation,
right: asyncOperation1)
concatedFunction {
print("all executed")
}至此，我们以及成功的实现了把两个异步操作合并成一个串行的异步操作。
3. 串行任意个异步操作
让我们回过头去，再审视一个我们concact的签名：
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{我们忘记什么函数，什么闭包，什么异步。就来看签名：他接收两个相同类型的参数，最后返回一个结果，结果的类型和参数一致。
像什么？像雾像雨又像风？ 还是像加法像减法又像乘法？总之我们可以把他看做是某种运算，具备如下性质：
a -> b -> c = concact(a,b) -> c (-> 代表异步地串行执行)说得这里，我们可以想到我们可以拿我们刚才实现的concat函数来reduce一组异步操作。继续用刚才的例子，我们先写下如下代码：
let reducedFunction = [asyncOperation,asyncOperation1,asyncOperation2].
reduce(【初始值】, combine: concat)我们把刚才定义的三个异步函数扔到列表里，然后用concat来reduce他，但此时似乎又面临另外一个问题，【初始值】填什么？
每次思考reduce的初始值都是一个哲学问题，大多数情况下我们不希望他参与运算，但又不得不让他参与运算（因为combine是个二元函数），所以我们希望reduce的初始值(记为initial)具备如下性质：
- combine(initial,x) = x
这种性质，大家应该能联想到一个类似的东西叫 CGAffineTransformIdentity,往深了讲，这其实是一个代数问题，不过这里暂时不讨论。
在本例，我们的initial可以定义为：
let identityFunc:AsyncFunc = {f in f()}它是这样的一个函数，接受闭包作为参数，然后什么都不做，马上调用闭包。这里大家简单感受一下。 (:зゝ∠)
于是，我们完整的reduce版本可以定义为：
let identityFunc:AsyncFunc = {f in f()}
let reducedFunction = [asyncOperation,asyncOperation1,asyncOperation2,asyncOperation3,asyncOperation4,asyncOperation5].
reduce(identityFunc, combine: concat)
reducedFunction {
print("all executed")
}首先定义了identityFunc作为初始值，然后把我们开头定义的几个异步操作reduce成一个：reducedFunction，然后调用了它，可以观察输出结果，和我们最开始写的嵌套版本是一样的。
引申的话题
带参数的串行
真实世界里，当我们需要串行异步操作的时候，一般后一个操作都需要前一个操作的执行结果。比如我们可能需要先请求新闻的列表，拿到新闻的id之后，再请求新闻的一些具体的信息，前后操作有数据上的依赖关系。（当然一般不这么搞，这里只是举个例子）
抽象的来看，我们要处理一组串行的操作，为了方便处理，我们希望函数的签名是一样的，偷懒的做法可以这样：
typealias AsyncFunc = (info : AnyObject,complete:(AnyObject)->Void) -> Void定义闭包的类型为AnyObject->Void ，同时异步函数也接受一个AnyObject的参数，这样在各个异步函数中通过把参数cast成字典，提取信息，操作完毕后把结果的值传到回调的闭包中。具体实现见一下节
如果嫌AnyObject太丑的话也可以针对串行操作的场景设计一个protocol，然后用protocol作为参数的类型来传递信息。
错误处理
我们最终将一组异步操作，reduce成了一个异步操作，那如果中间某个操作出错了，我们该怎么知道呢？ 其中一种实现，可以是：
typealias AsyncFunc = (info : AnyObject,complete:(AnyObject?,NSError?)->Void) -> Void对比之前带参数的例子，唯一的区别就是在闭包的参数里加了一个NSError？，以及把AnyObject改成了optional，因为这里的AnyObject代表的是结果，如果失败了，结果自然就是nil.
于是，我们的核心，concat函数可以变成这样：
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{
return { info , complete in
left(info: info){ result,error in
guard error == nil else{
complete(nil,error)
return
right(info: info){result,error in
complete(result,error)
}逻辑也是很直接的，我们首先尝试执行left，在left的回调中查看error是否是nil，如果是，则立刻执行complete，并且带上这个error。否则再执行right，并将right的结果调用complete。
一个稍微异步一点的例子
随便建一个single view application，修改viewDidLoad为如下代码：
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
typealias AsyncFunc = (info : AnyObject,complete:(AnyObject?,NSError?)->Void) -> Void
func concat(left : AsyncFunc , right : AsyncFunc) -> AsyncFunc{
return { info , complete in
left(info: info){ result,error in
guard error == nil else{
complete(nil,error)
return
right(info: info){result,error in
complete(result,error)
let identity:AsyncFunc = {info,complete in complete(nil,nil)}
func dispatchSecond(afterSecond : Int, block:dispatch_block_t){
let time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, Int64(afterSecond) * Int64(NSEC_PER_SEC))
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), block)
let async1: AsyncFunc = { info, complete in
dispatchSecond(2, block: {
print("oh, im first one")
complete(nil, nil)
let async2: AsyncFunc = { info, complete in
dispatchSecond(2, block: {
print("oh, im second one")
complete(nil, nil)
let async3: AsyncFunc = { info, complete in
dispatchSecond(2, block: {
print("shit, im third one")
complete(nil, nil)
let async4: AsyncFunc = { info, complete in
dispatchSecond(2, block: {
print("fuck, im fourth one")
complete(nil, nil)
let asyncDaddy = [async1,async2,async3,async4].reduce(identity, combine: concat)