Node.js 基于 JavaScript 引擎 v8,是单线程的。Node.js 采用了与通常 Web 上的 JavaScript 异步编程的方式来处理会造成阻塞的I/O操作。在 Node.js 中读取文件、访问数据库、网络请求等等都有可能是异步的。对于 Node.js 新人或者从其他语言背景迁移到 Node.js 上的开发者来说,异步编程是比较痛苦的一部分。本章将由浅入深为大家讲解 Node.js 异步编程的方方面面。从最基础的 callback 到 thunk、Promise、co 直到 ES7 计划的 async/await。
首先我们先从一个具体的异步编程的例子说起。
获取多个 ip 所在地的天气信息
在 ip.json 这个文件中,有一个数组我们存放了若干个 ip 地址,分别来自不同的地方的不同访问者,内容如下:
// ip.json ["115.29.230.208", "180.153.132.38", "74.125.235.224", "91.239.201.98", "60.28.215.115"]
希望可以每一个 ip 所在地当前的天气。将结果输出到 weather.json 这个文件中各式如下:
// weather.json [ { "ip": "115.29.230.208", "weather": "Clouds", "region": "Zhejiang" }, { "ip": "180.153.132.38", "weather": "Clear", "region": "Shanghai" }, { "ip": "74.125.235.224", "weather": "Rain", "region": "California" }, { "ip": "60.28.215.115", "weather": "Clear", "region": "Tianjin" } ]
整理思路,我们分成以下几步来完成:
1.读取 ip 地址;
2.根据 ip 地址获取 ip 所在地的地理位置;
3.根据地理位置查询当地的天气;
4.将结果写入到 weather.json 文件中。
这些步骤都是异步的(读写文件可以同步,但作为示例,都用异步)。
callback
首先我们尝试不借助任何库,试着以 Node.js API 通常提供的方式——专递一个 callback 作为异步回调——来实现。我们将借助三个基础模块:
1.fs:从文件 ip.json 读取 IP 列表;把结果写入到文件中;
2.request:用来发送 HTTP 请求,根据 IP 地址获取 geo 数据,再通过 geo 数据获取天气数据;
3.querystring:用来组装发送请求的 url 参数。
新建一个 callback.js 文件,引入这几个模块:
// callback.js var fs = require('fs') var request = require('request') var qs = require('querystring')
读取文件中的 IP 列表,调用 fs.readFile 读取文件内容,再通过 JSON.parse 来解析 JSON 数据:
... function readIP(path, callback) { fs.readFile(path, function(err, data) { if (err) { callback(err) } else { try { data = JSON.parse(data) callback(null, data) } catch (error) { callback(error) } } }) } ...
接着就是使用 IP 来获取geo,我们使用 request 来请求一个开放的 geo 服务:
... function ip2geo(ip, callback) { var url = 'http://www.telize.com/geoip/' + ip request({ url: url, json: true }, function(err, resp, body) { callback(err, body) }) } ...
使用 geo 数据来获取 weather:
... function geo2weather(lat, lon, callback) { var params = { lat: lat, lon: lon, APPID: '9bf4d2b07c7ddeb780c5b32e636c679d' } var url = 'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?' + qs.stringify(params) request({ url: url, json: true, }, function(err, resp, body) { callback(err, body) }) } ...
现在我们已经获取 geo、获取 weather 的接口,接下来我们还有稍微复杂的问题要处理,因为 ip 有多个,所以我们需要并行地去读取 geo 已经并行地读取 weather 数据:
... function ips2geos(ips, callback) { var geos = [] var ip var remain = ips.length for (var i = 0; i < ips.length; i++) { ip = ips[i]; (function(ip) { ip2geo(ip, function(err, geo) { if (err) { callback(err) } else { geo.ip = ip geos.push(geo) remain-- } if (remain == 0) { callback(null, geos) } }) })(ip) } } function geos2weathers(geos, callback) { var weathers = [] var geo var remain = geos.length for (var i = 0; i < geos.length; i++) { geo = geos[i]; (function(geo) { geo2weather(geo.latitude, geo.longitude, function(err, weather) { if (err) { callback(err) } else { weather.geo = geo weathers.push(weather) remain-- } if (remain == 0) { callback(null, weathers) } }) })(geo) } } ...
ips2geos 和 geos2weathers 都使用了一种比较原始的方法,remain 来计算等待返回的个数,remain 为 0 表示并行请求结束,将处理结果装进一个数组返回。
最后就是将结果写入到 weather.json 文件中:
... function writeWeather(weathers, callback) { var output = [] var weather for (var i = 0; i < weathers.length; i++) { weather = weathers[i] output.push({ ip: weather.geo.ip, weather: weather.weather[0].main, region: weather.geo.region }) } fs.writeFile('./weather.json', JSON.stringify(output, null, ' '), callback) } ...
组合上面这些函数,我们就可以实现我们的目标:
... function handlerError(err) { console.log('error: ' + err) } readIP('./ip.json', function(err, ips) { if (err) { handlerError(err) } else { ips2geos(ips, function(err, geos) { if (err) { handlerError(err) } else { geos2weathers(geos, function(err, weathers) { if (err) { handlerError(err) } else { writeWeather(weathers, function(err) { if (err) { handlerError(err) } else { console.log('success!') } }) } }) } }) } })
哈哈,你妈这嵌套,你可能觉得这就是 JavaScript 异步的问题,说真的,嵌套不是 JavaScript 异步的真正问题所在。上面这段代码我们可以下面这样写:
... function ReadIPCallback(err, ips) { if (err) { handlerError(err) } else { ips2geos(ips, ips2geosCallback) } } function ips2geosCallback(err, geos) { if (err) { handlerError(err) } else { geos2weathers(geos, geos2weathersCallback) } } function geos2weathersCallback(err, weathers) { if (err) { handlerError(err) } else { writeWeather(weathers, writeWeatherCallback) } } function writeWeatherCallback(err) { if (err) { handlerError(err) } else { console.log('success!') } } readIP('./ip.json', ReadIPCallback)
好了,这是我们 callback.js 的全部内容。运行:
node callback.js
将会生成 weater.json 文件:
[ { "ip": "180.153.132.38", "weather": "Clear", "region": "Shanghai" }, { "ip": "91.239.201.98", "weather": "Clouds" }, { "ip": "60.28.215.115", "weather": "Clear", "region": "Tianjin" }, { "ip": "74.125.235.224", "weather": "Clouds", "region": "California" }, { "ip": "115.29.230.208", "weather": "Clear", "region": "Zhejiang" } ]
那正真的问题是什么?
当然是异步的问题啦,异步本质上要处理三个事情:
1.异步操作什么时候结束,需要通知回来,Callback 是一种方案;
2.异步产生的结果需要传递回来,Callback 接受一个 data 参数,把数据传回来;
3.异步如果出错了怎么办?Callback 接受 一个 err 参数,把错误传回来。
但有没有发现好多重复的工作(各种 callback)?上面的这些代码有什么问题么?请大家期待本文的续篇。
Node.js 异步编程之 Callback介绍(一)
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