面试题：TypeScript生成器函数原理及高级优化

TypeScript生成器函数内部原理

状态机实现方式：
- 生成器函数是一种特殊的函数，它使用function*语法定义。生成器函数内部维护一个状态机。当生成器函数被调用时，并不会立即执行函数体，而是返回一个迭代器对象。
- 生成器函数在执行过程中，遇到yield关键字时，会暂停执行，并返回yield后面的值。此时生成器函数的状态被保存，包括局部变量的值和执行位置。下次调用迭代器的next方法时，生成器函数会从暂停的位置继续执行，直到再次遇到yield或者函数结束。
- 例如：
```
function* myGenerator() {
    let value = 0;
    yield value;
    value++;
    yield value;
}
const gen = myGenerator();
console.log(gen.next().value); // 输出0
console.log(gen.next().value); // 输出1
```
- 生成器函数的状态机实现依赖于JavaScript引擎内部的机制，它会为每个生成器函数实例维护一个执行上下文栈，当遇到yield时，执行上下文被暂停并保存，next调用时恢复执行上下文继续执行。

高并发场景下生成器函数性能优化

优化思路：
- 资源复用：避免在每个生成器函数中重复创建相同的资源。例如，如果生成器函数需要访问数据库连接，可以使用连接池来复用连接，而不是每个生成器函数都创建新的连接。
- 限制并发数量：由于大量生成器函数同时运行可能会消耗过多资源，设置一个最大并发数，通过队列等方式控制同时运行的生成器函数数量。当有生成器函数完成时，从队列中取出新的生成器函数开始执行。
- 及时释放资源：确保生成器函数在结束（无论是正常结束还是异常结束）时，及时释放占用的资源，如文件句柄、网络连接等。

可能用到的技术：

队列数据结构：可以使用Array或更高效的Queue类（可自己实现或使用第三方库）来管理等待执行的生成器函数。例如，使用Array实现一个简单队列：

const generatorQueue: (() => Generator)[] = [];
function enqueueGenerator(generatorFunc: () => Generator) {
    generatorQueue.push(generatorFunc);
}
async function executeQueue(maxConcurrent: number) {
    let runningCount = 0;
    while (generatorQueue.length > 0 || runningCount > 0) {
        while (runningCount < maxConcurrent && generatorQueue.length > 0) {
            const generatorFunc = generatorQueue.shift();
            if (generatorFunc) {
                runningCount++;
                const gen = generatorFunc();
                (async () => {
                    try {
                        while (!gen.done) {
                            await gen.next();
                        }
                    } finally {
                        runningCount--;
                    }
                })();
            }
        }
        await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
    }
}

事件循环和微任务：利用JavaScript的事件循环机制，将一些非紧急的操作放在微任务队列中执行，避免阻塞生成器函数的执行。例如，可以使用Promise的then方法将一些清理操作放在微任务队列中：

function* myGenerator() {
    try {
        yield 1;
    } finally {
        Promise.resolve().then(() => {
            // 这里进行资源清理等操作
        });
    }
}

WeakMap：如果生成器函数需要持有一些对象引用，但又希望在这些对象不再被其他地方引用时能自动释放，可以使用WeakMap。例如，如果生成器函数需要关联一些临时数据到某个对象上：

const weakMap = new WeakMap();
function* myGenerator(obj: object) {
    weakMap.set(obj, { someData: 'temp data' });
    yield 1;
}

使用异步生成器和for - await - of：如果生成器函数涉及异步操作，可以使用异步生成器（async function*）和for - await - of循环，这样可以更优雅地处理异步逻辑，并且在处理高并发异步任务时性能更好。例如：

async function* asyncGenerator() {
    for (let i = 0; i < 10; i++) {
        await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
        yield i;
    }
}
async function main() {
    for await (const value of asyncGenerator()) {
        console.log(value);
    }
}
main();

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