nodejs中的異步編程知識點(diǎn)詳解
簡介
因?yàn)閖avascript默認(rèn)情況下是單線程的,這意味著代碼不能創(chuàng)建新的線程來并行執(zhí)行。但是對于最開始在瀏覽器中運(yùn)行的javascript來說,單線程的同步執(zhí)行環(huán)境顯然無法滿足頁面點(diǎn)擊,鼠標(biāo)移動這些響應(yīng)用戶的功能。于是瀏覽器實(shí)現(xiàn)了一組API,可以讓javascript以回調(diào)的方式來異步響應(yīng)頁面的請求事件。
更進(jìn)一步,nodejs引入了非阻塞的 I/O ,從而將異步的概念擴(kuò)展到了文件訪問、網(wǎng)絡(luò)調(diào)用等。
今天,我們將會深入的探討一下各種異步編程的優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展趨勢。
同步異步和阻塞非阻塞
在討論nodejs的異步編程之前,讓我們來討論一個比較容易混淆的概念,那就是同步,異步,阻塞和非阻塞。
所謂阻塞和非阻塞是指進(jìn)程或者線程在進(jìn)行操作或者數(shù)據(jù)讀寫的時候,是否需要等待,在等待的過程中能否進(jìn)行其他的操作。
如果需要等待,并且等待過程中線程或進(jìn)程無法進(jìn)行其他操作,只能傻傻的等待,那么我們就說這個操作是阻塞的。
反之,如果進(jìn)程或者線程在進(jìn)行操作或者數(shù)據(jù)讀寫的過程中,還可以進(jìn)行其他的操作,那么我們就說這個操作是非阻塞的。
同步和異步,是指訪問數(shù)據(jù)的方式,同步是指需要主動讀取數(shù)據(jù),這個讀取過程可能是阻塞或者是非阻塞的。而異步是指并不需要主動去讀取數(shù)據(jù),是被動的通知。
很明顯,javascript中的回調(diào)是一個被動的通知,我們可以稱之為異步調(diào)用。
javascript中的回調(diào)
javascript中的回調(diào)是異步編程的一個非常典型的例子:
document.getElementById('button').addEventListener('click', () => {
console.log('button clicked!');
})
上面的代碼中,我們?yōu)閎utton添加了一個click事件監(jiān)聽器,如果監(jiān)聽到了click事件,則會出發(fā)回調(diào)函數(shù),輸出相應(yīng)的信息。
回調(diào)函數(shù)就是一個普通的函數(shù),只不過它被作為參數(shù)傳遞給了addEventListener,并且只有事件觸發(fā)的時候才會被調(diào)用。
上篇文章我們講到的setTimeout和setInterval實(shí)際上都是異步的回調(diào)函數(shù)。
回調(diào)函數(shù)的錯誤處理
在nodejs中怎么處理回調(diào)的錯誤信息呢?nodejs采用了一個非常巧妙的辦法,在nodejs中,任何回調(diào)函數(shù)中的第一個參數(shù)為錯誤對象,我們可以通過判斷這個錯誤對象的存在與否,來進(jìn)行相應(yīng)的錯誤處理。
fs.readFile('/文件.json', (err, data) => {
if (err !== null) {
//處理錯誤
console.log(err)
return
}
//沒有錯誤,則處理數(shù)據(jù)。
console.log(data)
})
回調(diào)地獄
javascript的回調(diào)雖然非常的優(yōu)秀,它有效的解決了同步處理的問題。但是遺憾的是,如果我們需要依賴回調(diào)函數(shù)的返回值來進(jìn)行下一步的操作的時候,就會陷入這個回調(diào)地獄。
叫回調(diào)地獄有點(diǎn)夸張了,但是也是從一方面反映了回調(diào)函數(shù)所存在的問題。
fs.readFile('/a.json', (err, data) => {
if (err !== null) {
fs.readFile('/b.json',(err,data) =>{
//callback inside callback
})
}
})
怎么解決呢?
別怕ES6引入了Promise,ES2017引入了Async/Await都可以解決這個問題。
ES6中的Promise
什么是Promise
Promise 是異步編程的一種解決方案,比傳統(tǒng)的解決方案“回調(diào)函數(shù)和事件”更合理和更強(qiáng)大。
所謂Promise,簡單說就是一個容器,里面保存著某個未來才會結(jié)束的事件(通常是一個異步操作)的結(jié)果。
從語法上說,Promise 是一個對象,從它可以獲取異步操作的消息。
Promise的特點(diǎn)
Promise有兩個特點(diǎn):
1、對象的狀態(tài)不受外界影響。
Promise對象代表一個異步操作,有三種狀態(tài):Pending(進(jìn)行中)、Resolved(已完成,又稱 Fulfilled)和Rejected(已失?。?/p>
只有異步操作的結(jié)果,可以決定當(dāng)前是哪一種狀態(tài),任何其他操作都無法改變這個狀態(tài)。
2、一旦狀態(tài)改變,就不會再變,任何時候都可以得到這個結(jié)果。
Promise對象的狀態(tài)改變,只有兩種可能:從Pending變?yōu)镽esolved和從Pending變?yōu)镽ejected。
這與事件(Event)完全不同,事件的特點(diǎn)是,如果你錯過了它,再去監(jiān)聽,是得不到結(jié)果的。
Promise的優(yōu)點(diǎn)
- Promise將異步操作以同步操作的流程表達(dá)出來,避免了層層嵌套的回調(diào)函數(shù)。
- Promise對象提供統(tǒng)一的接口,使得控制異步操作更加容易。
Promise的缺點(diǎn)
- 無法取消Promise,一旦新建它就會立即執(zhí)行,無法中途取消。
- 如果不設(shè)置回調(diào)函數(shù),Promise內(nèi)部拋出的錯誤,不會反應(yīng)到外部。
- 當(dāng)處于Pending狀態(tài)時,無法得知目前進(jìn)展到哪一個階段(剛剛開始還是即將完成)。
Promise的用法
Promise對象是一個構(gòu)造函數(shù),用來生成Promise實(shí)例:
var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
// ... some code
if (/* 異步操作成功 */){
resolve(value);
} else { reject(error); }
}
);
promise可以接then操作,then操作可以接兩個function參數(shù),第一個function的參數(shù)就是構(gòu)建Promise的時候resolve的value,第二個function的參數(shù)就是構(gòu)建Promise的reject的error。
promise.then(function(value) {
// success
}, function(error) {
// failure }
);
我們看一個具體的例子:
function timeout(ms){
return new Promise(((resolve, reject) => {
setTimeout(resolve,ms,'done');
}))
}
timeout(100).then(value => console.log(value));
Promise中調(diào)用了一個setTimeout方法,并會定時觸發(fā)resolve方法,并傳入?yún)?shù)done。
最后程序輸出done。
Promise的執(zhí)行順序
Promise一經(jīng)創(chuàng)建就會立馬執(zhí)行。但是Promise.then中的方法,則會等到一個調(diào)用周期過后再次調(diào)用,我們看下面的例子:
let promise = new Promise(((resolve, reject) => {
console.log('Step1');
resolve();
}));
promise.then(() => {
console.log('Step3');
});
console.log('Step2');
輸出
Step1
Step2
Step3
async和await
Promise當(dāng)然很好,我們將回調(diào)地獄轉(zhuǎn)換成了鏈?zhǔn)秸{(diào)用。我們用then來將多個Promise連接起來,前一個promise resolve的結(jié)果是下一個promise中then的參數(shù)。
鏈?zhǔn)秸{(diào)用有什么缺點(diǎn)呢?
比如我們從一個promise中,resolve了一個值,我們需要根據(jù)這個值來進(jìn)行一些業(yè)務(wù)邏輯的處理。
假如這個業(yè)務(wù)邏輯很長,我們就需要在下一個then中寫很長的業(yè)務(wù)邏輯代碼。這樣讓我們的代碼看起來非常的冗余。
那么有沒有什么辦法可以直接返回promise中resolve的結(jié)果呢?
答案就是await。
當(dāng)promise前面加上await的時候,調(diào)用的代碼就會停止直到 promise 被解決或被拒絕。
注意await一定要放在async函數(shù)中,我們來看一個async和await的例子:
const logAsync = () => {
return new Promise(resolve => {
setTimeout(() => resolve('小馬哥'), 5000)
})
}
上面我們定義了一個logAsync函數(shù),該函數(shù)返回一個Promise,因?yàn)樵揚(yáng)romise內(nèi)部使用了setTimeout來resolve,所以我們可以將其看成是異步的。
要是使用await得到resolve的值,我們需要將其放在一個async的函數(shù)中:
const doSomething = async () => {
const resolveValue = await logAsync();
console.log(resolveValue);
}
async的執(zhí)行順序
await實(shí)際上是去等待promise的resolve結(jié)果我們把上面的例子結(jié)合起來:
const logAsync = () => {
return new Promise(resolve => {
setTimeout(() => resolve('小馬哥'), 1000)
})
}
const doSomething = async () => {
const resolveValue = await logAsync();
console.log(resolveValue);
}
console.log('before')
doSomething();
console.log('after')
上面的例子輸出:
before
after
小馬哥
可以看到,aysnc是異步執(zhí)行的,并且它的順序是在當(dāng)前這個周期之后。
async的特點(diǎn)
async會讓所有后面接的函數(shù)都變成Promise,即使后面的函數(shù)沒有顯示的返回Promise。
const asyncReturn = async () => {
return 'async return'
}
asyncReturn().then(console.log)
因?yàn)橹挥蠵romise才能在后面接then,我們可以看出async將一個普通的函數(shù)封裝成了一個Promise:
const asyncReturn = async () => {
return Promise.resolve('async return')
}
asyncReturn().then(console.log)
總結(jié)
promise避免了回調(diào)地獄,它將callback inside callback改寫成了then的鏈?zhǔn)秸{(diào)用形式。
但是鏈?zhǔn)秸{(diào)用并不方便閱讀和調(diào)試。于是出現(xiàn)了async和await。
async和await將鏈?zhǔn)秸{(diào)用改成了類似程序順序執(zhí)行的語法,從而更加方便理解和調(diào)試。
我們來看一個對比,先看下使用Promise的情況:
const getUserInfo = () => {
return fetch('/users.json') // 獲取用戶列表
.then(response => response.json()) // 解析 JSON
.then(users => users[0]) // 選擇第一個用戶
.then(user => fetch(`/users/${user.name}`)) // 獲取用戶數(shù)據(jù)
.then(userResponse => userResponse.json()) // 解析 JSON
}
getUserInfo()
將其改寫成async和await:
const getUserInfo = async () => {
const response = await fetch('/users.json') // 獲取用戶列表
const users = await response.json() // 解析 JSON
const user = users[0] // 選擇第一個用戶
const userResponse = await fetch(`/users/${user.name}`) // 獲取用戶數(shù)據(jù)
const userData = await userResponse.json() // 解析 JSON
return userData
}
getUserInfo()
可以看到業(yè)務(wù)邏輯變得更加清晰。同時,我們獲取到了很多中間值,這樣也方便我們進(jìn)行調(diào)試。
到此這篇關(guān)于nodejs中的異步編程知識點(diǎn)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)深入理解nodejs中的異步編程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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