浅谈Node异步编程的机制

本文介绍了Node异步编程，分享给大家，具体如下：

目前的异步编程主要解决方案有：

• 事件发布/订阅模式
• Promise/Deferred模式
• 流程控制库

事件发布/订阅模式

Node自身提供了events模块，可以轻松实现事件的发布/订阅

//订阅
emmiter.on("event1",function(message){
console.log(message);
})
//发布
emmiter.emit("event1","I am mesaage!")；

侦听器可以很灵活地添加和删除，使得事件和具体处理逻辑之间可以很轻松的关联和解耦

事件发布/订阅模式常常用来解耦业务逻辑，事件发布者无需关注订阅的侦听器如何实现业务逻辑，甚至不用关注有多少个侦听器存在，数据通过消息的方式可以很灵活的进行传递。

下面的HTTP就是典型的应用场景

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

如果一个事件添加了超过10个侦听器，将会得到一条警告，可以通过调用emmite.setMaxListeners(0)将这个限制去掉

继承events模块

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

利用事件队列解决雪崩问题

所谓雪崩问题，就是在高访问量，大并发量的情况下缓存失效的情况，此时大量的请求同时融入数据库中，数据库无法同时承受如此大的查询请求，进而往前影响到网站整体的响应速度

解决方案：

var proxy = new events.EventEmitter();
var status = "ready";
var seletc = function(callback){
proxy.once("selected",callback);//为每次请求订阅这个查询时间，推入事件回调函数队列
if(status === 'ready'){
status = 'pending';//设置状态为进行中以防止引起多次查询操作
db.select("SQL",function(results){
proxy.emit("selected",results); //查询操作完成后发布时间
status = 'ready';//重新定义为已准备状态
})
}
}

多异步之间的协作方案

以上情况事件与侦听器的关系都是一对多的，但在异步编程中，也会出现事件与侦听器多对一的情况。

这里以渲染页面所需要的模板读取、数据读取和本地化资源读取为例简要介绍一下

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)
})

偏函数方案

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);  //一个侦听器
emitter.on('done',other);  //如果业务增长，可以完成多对多的方案
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模块方案

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时，执行流程都需要被预先设定，这是发布/订阅模式的运行机制所决定的。

$.get('/api',{
success:onSuccess,
err:onError,
complete:onComplete
})
//需要严谨设置目标

那么是否有一种先执行异步调用，延迟传递处理的方式的？接下来要说的就是针对这种情况的方式：Promise/Deferred模式

Promise/A

Promise/A提议对单个异步操作做出了这样的抽象定义：

• Promise操作只会处在三种状态的一种：未完成态，完成态和失败态。
• Promise的状态只会出现从未完成态向完成态或失败态转化，不能逆反，完成态和失败态不能相互转化
• Promise的状态一旦转化，就不能被更改。

一个Promise对象只要具备then()即可

• 接受完成态、错误态的回调方法
• 可选地支持progress事件回调作为第三个方法
• then()方法只接受function对象，其余对象将被忽略
• then()方法继续返回Promise对象，以实现链式调用

通过Node的events模块来模拟一个Promise的实现

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); //实现监听对应事件
}
if(typeof errorHandler === 'function'){
this.once('error',errorHandler)
}
if(typeof progressHandler === 'function'){
this.on('progress',progressHandler);
}
return this;
}

以上通过then()将回调函数存放起来，接下来就是等待success、error、progress事件被触发，实现这个功能的对象称为Deferred对象，即延迟对象。

var Deferred = function(){
this.state = 'unfulfilled';
this.promise = new Promise();
}
Deferred.prototype.resolve = function(obj){ //当异步完成后可将resolve作为回调函数，触发相关事件
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，可以对一个典型的响应对象进行封装

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

转换成

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

要完成上面的转换，首先需要对res对象进行封装，对data,end,error等事件进行promisify

var promisify = function(res){
var deferred = new Deferred(); //创建一个延迟对象来在res的异步完成回调中发布相关事件
var result = ''; //用来在progress中持续接收数据
res.on('data',function(chunk){ //res的异步操作，回调中发布事件
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，让外界不能改变deferred的状态，只能让promise的then()方法去接收外界来侦听相关事件。
}
promisify(res).then(function(){
//done
},function(err){
//error
},function(chunk){
console.log('Body:' + chunk);
})

以上，它将业务中不可变的部分封装在了Deferred中，将可变的部分交给了Promise

Promise中的多异步协作

Deferred.prototype.all = function(promises){
var count = promises.length; //记录传进的promise的个数
var that = this; //保存调用all的对象
var results = [];//存放所有promise完成的结果
promises.forEach(function(promise,i){//对promises逐个进行调用
promise.then(function(data){//每个promise成功之后，存放结果到result中，count--，直到所有promise被处理完了，才出发deferred的resolve方法，发布事件，传递结果出去
count--;
result[i] = data;
if(count === 0){
that.resolve(results);
}
},function(err){
that.reject(err);
});
});
return this.promise; //返回promise来让外界侦听这个deferred发布的事件。
}
var promise1 = readFile('foo.txt','utf-8');//这里的文件读取已经经过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内部的all方法所调用，用于同步所有的promise
//TODO
},function(err){
//TODO
})

支持序列执行的Promise

尝试改造一下代码以实现链式调用

var Deferred = function(){
this.promise = new Promise()
}
//完成态
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;
}
}
}
}
//失败态
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
}
}
}
}
//生成回调函数
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 = []; //队列用于存储待执行的回到函数
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)
})

流程控制库另外进行总结

参考《深入浅出node.js》一书，想学学习可以下载电子书，下载地址：https://www.jb51.net/books/481114.html

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。

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