淺談Node異步編程的機(jī)制

更新時(shí)間：2017年10月18日 09:21:26 作者：俗三瘋

本篇文章主要介紹了淺談Node異步編程的機(jī)制，小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

本文介紹了Node異步編程，分享給大家，具體如下：

目前的異步編程主要解決方案有：

事件發(fā)布/訂閱模式
Promise/Deferred模式
流程控制庫(kù)

事件發(fā)布/訂閱模式

Node自身提供了events模塊，可以輕松實(shí)現(xiàn)事件的發(fā)布/訂閱

//訂閱
emmiter.on("event1",function(message){
  console.log(message);
})
//發(fā)布
emmiter.emit("event1","I am mesaage!")；

偵聽(tīng)器可以很靈活地添加和刪除，使得事件和具體處理邏輯之間可以很輕松的關(guān)聯(lián)和解耦

事件發(fā)布/訂閱模式常常用來(lái)解耦業(yè)務(wù)邏輯，事件發(fā)布者無(wú)需關(guān)注訂閱的偵聽(tīng)器如何實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，甚至不用關(guān)注有多少個(gè)偵聽(tīng)器存在，數(shù)據(jù)通過(guò)消息的方式可以很靈活的進(jìn)行傳遞。

下面的HTTP就是典型的應(yīng)用場(chǎng)景

var req = http.request(options,function(res){
  res.on('data',function(chunk){
    console.log('Body:'+ chunk);
  })
  res.on('end',function(){
    //TODO
  })
})

如果一個(gè)事件添加了超過(guò)10個(gè)偵聽(tīng)器，將會(huì)得到一條警告，可以通過(guò)調(diào)用emmite.setMaxListeners(0)將這個(gè)限制去掉

繼承events模塊

var events = require('events');
function Stream(){
  events.EventEmiiter.call(this);
}
util.inherits(Stream,events.EventEmitter);

利用事件隊(duì)列解決雪崩問(wèn)題

所謂雪崩問(wèn)題，就是在高訪問(wèn)量，大并發(fā)量的情況下緩存失效的情況，此時(shí)大量的請(qǐng)求同時(shí)融入數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法同時(shí)承受如此大的查詢請(qǐng)求，進(jìn)而往前影響到網(wǎng)站整體的響應(yīng)速度

解決方案：

var proxy = new events.EventEmitter();
var status = "ready"; 
var seletc = function(callback){
  proxy.once("selected",callback);//為每次請(qǐng)求訂閱這個(gè)查詢時(shí)間，推入事件回調(diào)函數(shù)隊(duì)列
  if(status === 'ready'){ 
    status = 'pending';//設(shè)置狀態(tài)為進(jìn)行中以防止引起多次查詢操作
    db.select("SQL",function(results){
      proxy.emit("selected",results); //查詢操作完成后發(fā)布時(shí)間
      status = 'ready';//重新定義為已準(zhǔn)備狀態(tài)
    })
  }
}

多異步之間的協(xié)作方案

以上情況事件與偵聽(tīng)器的關(guān)系都是一對(duì)多的，但在異步編程中，也會(huì)出現(xiàn)事件與偵聽(tīng)器多對(duì)一的情況。

這里以渲染頁(yè)面所需要的模板讀取、數(shù)據(jù)讀取和本地化資源讀取為例簡(jiǎn)要介紹一下

var count = 0 ;
var results = {};
var done = function(key,value){
  result[key] = value;
  count++;
  if(count === 3){
    render(results);
  }
}
fs.readFile(template_path,"utf8",function(err,template){
  done('template',template)
})
db.query(sql,function(err,data){
  done('data',data);
})
l10n.get(function(err,resources){
  done('resources',resources)
})

偏函數(shù)方案

var after = function(times,callback){
  var count = 0, result = {};
  return function(key,value){
    results[key] = value;
    count++;
    if(count === times){
      callback(results);
    }
  }
}
var done = after(times,render);
var emitter = new events.Emitter();
emitter.on('done',done);  //一個(gè)偵聽(tīng)器
emitter.on('done',other);  //如果業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，可以完成多對(duì)多的方案

fs.readFile(template_path,"utf8",function(err,template){
  emitter.emit('done','template',template);
})
db.query(sql,function(err,data){
  emitter.emit('done','data',data);
})
l10n.get(function(err,resources){
  emitter.emit('done','resources',resources)
})

引入EventProxy模塊方案

var proxy = new EventProxy();
proxy.all('template','data','resources',function(template,data,resources){
  //TODO
})
fs.readFile(template_path,'utf8',function(err,template){
  proxy.emit('template',template);
})
db.query(sql,function(err,data){
  proxy.emit('data',data);
})
l10n.get(function(err,resources){
  proxy.emit('resources',resources);
})

Promise/Deferred模式

以上使用事件的方式時(shí)，執(zhí)行流程都需要被預(yù)先設(shè)定，這是發(fā)布/訂閱模式的運(yùn)行機(jī)制所決定的。

$.get('/api',{
  success:onSuccess,
  err:onError,
  complete:onComplete
})
//需要嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)置目標(biāo)

那么是否有一種先執(zhí)行異步調(diào)用，延遲傳遞處理的方式的？接下來(lái)要說(shuō)的就是針對(duì)這種情況的方式：Promise/Deferred模式

Promise/A

Promise/A提議對(duì)單個(gè)異步操作做出了這樣的抽象定義：

Promise操作只會(huì)處在三種狀態(tài)的一種：未完成態(tài)，完成態(tài)和失敗態(tài)。
Promise的狀態(tài)只會(huì)出現(xiàn)從未完成態(tài)向完成態(tài)或失敗態(tài)轉(zhuǎn)化，不能逆反，完成態(tài)和失敗態(tài)不能相互轉(zhuǎn)化
Promise的狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)化，就不能被更改。

一個(gè)Promise對(duì)象只要具備then()即可

接受完成態(tài)、錯(cuò)誤態(tài)的回調(diào)方法
可選地支持progress事件回調(diào)作為第三個(gè)方法
then()方法只接受function對(duì)象，其余對(duì)象將被忽略
then()方法繼續(xù)返回Promise對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)秸{(diào)用

通過(guò)Node的events模塊來(lái)模擬一個(gè)Promise的實(shí)現(xiàn)

var Promise = function(){
  EventEmitter.call(this)
}
util.inherits(Promise,EventEmitter);

Promise.prototype.then = function(fulfilledHandler,errHandler,progeressHandler){
  if(typeof fulfilledHandler === 'function'){
    this.once('success',fulfilledHandler); //實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)對(duì)應(yīng)事件
  }
  if(typeof errorHandler === 'function'){
    this.once('error',errorHandler)
  }
  if(typeof progressHandler === 'function'){
    this.on('progress',progressHandler);
  }
  return this;
}

以上通過(guò)then()將回調(diào)函數(shù)存放起來(lái)，接下來(lái)就是等待success、error、progress事件被觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的對(duì)象稱為Deferred對(duì)象，即延遲對(duì)象。

var Deferred = function(){
  this.state = 'unfulfilled';
  this.promise = new Promise();
}
Deferred.prototype.resolve = function(obj){ //當(dāng)異步完成后可將resolve作為回調(diào)函數(shù)，觸發(fā)相關(guān)事件
  this.state = 'fulfilled';
  this.promise.emit('success',obj);
}
Deferred.prototype.reject = function(err){
  this.state = 'failed';
  this.promise.emit('error',err);
}
Deferred.prototype.progress = function(data){
  this.promise.emit('progress',data)
}

因此，可以對(duì)一個(gè)典型的響應(yīng)對(duì)象進(jìn)行封裝

res.setEncoding('utf8');
res.on('data',function(chunk){
  console.log("Body:" + chunk);
})
res.on('end',function(){
  //done
})
res.on('error',function(err){
  //error
}

轉(zhuǎn)換成

res.then(function(){
  //done
},function(err){
  //error
}，function(chunk){
  console.log('Body:' + chunk);
})

要完成上面的轉(zhuǎn)換，首先需要對(duì)res對(duì)象進(jìn)行封裝，對(duì)data,end,error等事件進(jìn)行promisify

var promisify = function(res){
  var deferred = new Deferred(); //創(chuàng)建一個(gè)延遲對(duì)象來(lái)在res的異步完成回調(diào)中發(fā)布相關(guān)事件
  var result = ''; //用來(lái)在progress中持續(xù)接收數(shù)據(jù)
  res.on('data',function(chunk){ //res的異步操作，回調(diào)中發(fā)布事件
    result += chunk;
    deferred.progress(chunk);
  })
  res.on('end',function(){    
    deferred.resolve(result);
  })
  res.on('error',function(err){
    deferred.reject(err);
  });
  return deferred.promise   //返回deferred.promise，讓外界不能改變deferred的狀態(tài)，只能讓promise的then()方法去接收外界來(lái)偵聽(tīng)相關(guān)事件。
}

promisify(res).then(function(){
  //done
},function(err){
  //error
},function(chunk){
  console.log('Body:' + chunk);
})

以上，它將業(yè)務(wù)中不可變的部分封裝在了Deferred中，將可變的部分交給了Promise

Promise中的多異步協(xié)作

Deferred.prototype.all = function(promises){
  var count = promises.length; //記錄傳進(jìn)的promise的個(gè)數(shù)
  var that = this; //保存調(diào)用all的對(duì)象
  var results = [];//存放所有promise完成的結(jié)果
  promises.forEach(function(promise,i){//對(duì)promises逐個(gè)進(jìn)行調(diào)用
    promise.then(function(data){//每個(gè)promise成功之后，存放結(jié)果到result中，count--，直到所有promise被處理完了，才出發(fā)deferred的resolve方法，發(fā)布事件，傳遞結(jié)果出去
      count--;
      result[i] = data;
      if(count === 0){
        that.resolve(results);
      }
    },function(err){
      that.reject(err);
    });
  });
  return this.promise; //返回promise來(lái)讓外界偵聽(tīng)這個(gè)deferred發(fā)布的事件。
}

var promise1 = readFile('foo.txt','utf-8');//這里的文件讀取已經(jīng)經(jīng)過(guò)promise化
var promise2 = readFile('bar.txt','utf-8');
var deferred = new Deferred();
deferred.all([promise1,promise2]).thne(function(results){//promise1和promise2的then方法在deferred內(nèi)部的all方法所調(diào)用，用于同步所有的promise
  //TODO
},function(err){
  //TODO
})

支持序列執(zhí)行的Promise

嘗試改造一下代碼以實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)秸{(diào)用

var Deferred = function(){
  this.promise = new Promise()
}

//完成態(tài)
Deferred.prototype.resolve = function(obj){
  var promise = this.promise;
  var handler;
  while((handler = promise.queue.shift())){
    if(handler && handler.fulfilled){
      var ret = handler.fulfilled(obj);
      if(ret && ret.isPromise){
        ret.queue = promise.queue;
        this.promise = ret;
        return;
      }
    }
  }
}

//失敗態(tài)
Deferred.prototype.reject = function(err){
  var promise = this.promise;
  var handler;
  while((handler = promise.queue.shift())){
    if(handler && handler.error){
      var ret = handler.error(err);
      if(ret && ret.isPromise){
        ret.queue = promise.queue;
        this.promise = ret;
        return
      }
    }
  }
}

//生成回調(diào)函數(shù)
Deferred.prototype.callback = function(){
  var that = this;
  return function(err,file){
    if(err){
      return that.reject(err);
    }
    that.resolve(file)
  }
}

var Promise = function(){
  this.queue = []; //隊(duì)列用于存儲(chǔ)待執(zhí)行的回到函數(shù)
  this.isPromise = true;
};
Promise.prototype.then = function(fulfilledHandler,errorHandler,progressHandler){
  var handler = {};
  if(typeof fulfilledHandler === 'function'){
    handler.fulfilled = fulfilledHandler;
  }
  if(typeof errorHandler === 'function'){
    handler.error = errorHandler;
  }
  this.queue.push(handler);
  return this;
}

var readFile1 = function(file,encoding){
  var deferred = new Deferred();
  fs.readFile(file,encoding,deferred.callback());
  return deferred.promise;
}
var readFile2 = function(file,encoding){
  var deferred = new Deferred();
  fs.readFile(file,encoding,deferred.callback());
  return deferred.promise;
}

readFile1('file1.txt','utf8').then(function(file1){
  return readFile2(file1.trim(),'utf8')
}).then(function(file2){
  console.log(file2)
})

流程控制庫(kù)另外進(jìn)行總結(jié)

參考《深入淺出node.js》一書(shū)，想學(xué)學(xué)習(xí)可以下載電子書(shū)，下載地址：http://www.dbjr.com.cn/books/481114.html

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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