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

rush:js;"> //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

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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:

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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,data){ done('data',data); }) l10n.get(function(err,resources){ done('resources',resources) })

函数方案

rush:js;"> 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,template){
emitter.emit('done','template',template);
})
db.query(sql,data){
emitter.emit('done','data',resources){
emitter.emit('done','resources',resources)
})

引入EventProxy模块方案

rush:js;"> var proxy = new EventProxy(); proxy.all('template',function(template,data,resources){ //Todo }) fs.readFile(template_path,'utf8',template){ proxy.emit('template',data){ proxy.emit('data',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。

rush:js;"> $.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

rush:js;"> 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。

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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

rush:js;"> 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,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编程之家。

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