Node.js 非同步程式設計之 Callback介紹

鬆門一枝花發表於2016-05-12
Node.js非同步程式設計

原文：http://www.jb51.net/article/63070.htm

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Node.js 基於 JavaScript 引擎 v8，是單執行緒的。Node.js 採用了與通常 Web 上的 JavaScript 非同步程式設計的方式來處理會造成阻塞的I/O操作。在 Node.js 中讀取檔案、訪問資料庫、網路請求等等都有可能是非同步的。對於 Node.js 新人或者從其他語言背景遷移到 Node.js 上的開發者來說，非同步程式設計是比較痛苦的一部分。本章將由淺入深為大家講解 Node.js 非同步程式設計的方方面面。從最基礎的 callback 到 thunk、Promise、co 直到 ES7 計劃的 async/await。

首先我們先從一個具體的非同步程式設計的例子說起。

獲取多個 ip 所在地的天氣資訊

在 ip.json 這個檔案中，有一個陣列我們存放了若干個 ip 地址，分別來自不同的地方的不同訪問者，內容如下：

複製程式碼 程式碼如下:

// ip.json
["115.29.230.208", "180.153.132.38", "74.125.235.224", "91.239.201.98", "60.28.215.115"]

希望可以每一個 ip 所在地當前的天氣。將結果輸出到 weather.json 這個檔案中各式如下：
複製程式碼 程式碼如下:

// 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，我們分成以下幾步來完成：

1.讀取 ip 地址；
2.根據 ip 地址獲取 ip 所在地的地理位置；
3.根據地理位置查詢當地的天氣；
4.將結果寫入到 weather.json 檔案中。

這些步驟都是非同步的（讀寫檔案可以同步，但作為示例，都用非同步）。

callback

首先我們嘗試不借助任何庫，試著以 Node.js API 通常提供的方式——專遞一個 callback 作為非同步回撥——來實現。我們將藉助三個基礎模組：

1.fs：從檔案 ip.json 讀取 IP 列表；把結果寫入到檔案中；
2.request：用來傳送 HTTP 請求，根據 IP 地址獲取 geo 資料，再通過 geo 資料獲取天氣資料；
3.querystring：用來組裝傳送請求的 url 引數。

新建一個 callback.js 檔案，引入這幾個模組：

複製程式碼 程式碼如下:

// callback.js
var fs = require('fs')
var request = require('request')
var qs = require('querystring')

讀取檔案中的 IP 列表，呼叫 fs.readFile 讀取檔案內容，再通過 JSON.parse 來解析 JSON 資料：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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)
      }
    }
  })
}
...

接著就是使用 IP 來獲取geo，我們使用 request 來請求一個開放的 geo 服務：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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 資料來獲取 weather：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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)
  })
}
...

現在我們已經獲取 geo、獲取 weather 的介面，接下來我們還有稍微複雜的問題要處理，因為 ip 有多個，所以我們需要並行地去讀取 geo 已經並行地讀取 weather 資料：
複製程式碼 程式碼如下:

...
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 都使用了一種比較原始的方法，remain 來計算等待返回的個數，remain 為 0 表示並行請求結束，將處理結果裝進一個陣列返回。

最後就是將結果寫入到 weather.json 檔案中：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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)
}
...

組合上面這些函式，我們就可以實現我們的目標：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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，你媽這巢狀，你可能覺得這就是 JavaScript 非同步的問題，說真的，巢狀不是 JavaScript 非同步的真正問題所在。上面這段程式碼我們可以下面這樣寫：

複製程式碼 程式碼如下:

...
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，這是我們 callback.js 的全部內容。執行：

複製程式碼 程式碼如下:

node callback.js

將會生成 weater.json 檔案：
複製程式碼 程式碼如下:

[
  {
    "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"
  }
]

那正真的問題是什麼？

當然是非同步的問題啦，非同步本質上要處理三個事情：

1.非同步操作什麼時候結束，需要通知回來，Callback 是一種方案；
2.非同步產生的結果需要傳遞回來，Callback 接受一個 data 引數，把資料傳回來；
3.非同步如果出錯了怎麼辦？Callback 接受 一個 err 引數，把錯誤傳回來。


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