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：

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。