Node.js基础入门之回调函数及异步与同步详解

回调函数

1. 什么是回调函数？

回调函数，或简称回调【callback】将一个A函数作为参数传入另一个B函数中，B函数在执行过程中，根据时机或条件决定是否调用A函数，A函数就是B函数的回调函数。

2. 回调函数实现机制

回调函数的实现机制如下所示：

定义一个回调函数（普通函数）；
将回到函数的引用地址作为参数传递给调用者；
当特定的事件或条件发生时，调用者使用函数指针调用回调函数对事件进行处理。

3. 回调函数用途

回调函数在JavaScript中使用非常多，最简单的场景就是事件注册或异步函数。如：当用户点击某个按钮时，需要做出相应的响应，那么就会用到回调函数。

4. 回调函数示例

以常用的setInterval为例，就是将show作为参数传递给setInverval，所以show就是setInterval的回调函数，如下所示：

 function show(){
     console.log("今天星期三，又是快乐的一天");
 }
 setInterval(show,1000);

执行结果，如下所示：

关于setInterval的参数说明，如下所示：

异步与同步

1. 什么是异步与同步？

同步：一个任务等待前一个任务结束，然后再执行，程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的，同步的。

异步：每一个任务有一个或多个回调函数（callback），前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就开始执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的，异步的。

2. 同步示例

同步即按顺序执行，存在先后顺序，如下所示：

console.log("1111");
console.log("2222");
console.time("t1");
for(var i=0;i<1000000;i++){

}
console.timeEnd("t1");
console.log("3333");

同步执行结果，如下所示：

3. 异步示例一

异步则是采用回调函数执行，如下所示：

console.log("1111");
console.log("2222");
setTimeout(function(){
    console.time("t1");
    for(var i=0;i<1000000;i++){

    }
    console.timeEnd("t1");
},1000);
console.log("3333");

示例执行结果，如下所示：

4. 异步示例二

即使主线程位于阻塞当中，异步回调函数也要等待主线程执行完成后再执行。如下所示：

console.log("1111");
console.log("2222");
setTimeout(function(){
    console.log("2222-3333");
},15);
console.time("t1");
for(var i=0;i<100000000;i++){

}
console.timeEnd("t1");
console.log("3333");

示例执行结果

关于setTimeOut和setInterval的注意事项，如下所示：

setTimeOut和setInterval两个函数是同步执行，但是函数的回调函数参数是定时器异步执行。
setTimeOut和setInterval两个函数的最小时间间隔为10-15ms，即使设置成0，也是如此。
异步函数的执行时间，永远在同步执行完之后再执行。

关于主线程和任务线程的执行顺序，可参考下图：

异步的实现

在Node.js中，异步共有三种实现方式：

回调函数，回调函数不一定是异步，但是异步一定有回调函数。
事件【基于回调】
Promise【ES6新增】

1. 回调函数的同步示例

回调函数也可能是同步的，如下所示：

 console.log("1111");
 var arr=[1,2,3,4];
 arr.forEach(function(v,i){
     console.log(v);
 });
 console.log("2222");

示例执行结果

2. 异步事件示例

定义一个服务，当请求时，返回对应的信息。如下所示：

var http=require("http");
var server=http.createServer();
server.on('request',function(req,res){
    res.writeHead(200,{"Content-Type":'text/html;charset=utf-8'});
    res.write("<h1>你正在访问小六子的服务器</h1>");
    res.end();
});
server.listen(8080,function(){
    console.log("服务已启动");
});

3. 异步示例截图

当服务启动时，如下所示：

当发起请求时，返回信息如下所示：

Promise基础

1. 什么是Promise ?

Promise(承诺)就是一个对象，用来传递异步操作的消息。它代表了某个未来才会知道的结果的事件（通常是一个异步操作），并且这个事件提供统一的API，可供进一步处理。

2. Promise特点

Promise对象有以下两个特点：

对象的状态不受外界影响。Promise对象代表一个异步操作，有三种状态：Pending(进行中)，Resolved(已完成，又称FulFilled)和Rejected(已失败)。只有异步操作的结果，可以决定当前是哪一种状态，任何其他操作都无法改变这个状态。
一旦状态改变，就不会再变，任何时候都可以得到这个结果。Promise对象的状态改变，只有两种可能：从Pending变为Resolved和从Pending变为Rejected。只要这两种情况发生，状态就不会再变了，会一直保持这种结果。如果改变已经发生了，你再对Promise对象添加回调函数，也会立即得到这个结果。这与事件（Event）完全不同，事件的特点是，如果你错过了它，再去监听，是得不到结果的。

3. 异步的缺点

异步的执行顺序和时间是不可控的，如下所示：

假如现在有两个文件file1.txt，file2.txt，如下所示：

这两个文件是有先后顺序的，然后依次进行读取，代码如下所示：

var fs =require("fs");

fs.readFile("./file1.txt",function(err,data){
    console.log(data.toString());
});

fs.readFile("./file2.txt",function(err,data){
    console.log(data.toString());
});

示例结果如下所示：

通过以上示例不难发现，每次运行得到的结果不完全相同，有时与我们预期的结果并不一致，这就是异步的不可控性。那么如何解决呢？

4. Promise保证异步顺序

通过Promise可以保证异步执行的顺序，如下所示：

var p1 = new Promise(function(resolve,reject){
    fs.readFile("./file1.txt",function(err,data){
        if(err){
            reject(err);
        }else{
            resolve(data.toString());
        }
    });
});

var p2 = new Promise(function(resolve,reject){
    fs.readFile("./file2.txt",function(err,data){
        if(err){
            reject(err);
        }else{
            resolve(data.toString());
        }
    });
});
//通过数组中的顺序，控制异步输出的顺序
Promise.all([p1,p2]).then(function(datas){
    console.log(datas);
},function(errs){
    console.log(errs);
});

优化后的结果，如下所示：

通过以上示例发现，Promise可以通过消息的传递，保证异步操作的顺序。

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