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浅谈Node异步编程的机制

时间：2021-06-21 08:42:57 | 栏目：NodeJS | 点击：次

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

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：

一个Promise对象只要具备then()即可

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

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