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有异步I/O，必有异步编程！今天来学习Node.js里的异步编程！

异步编程概述

作者:winter wang
更新于:11 天前
字数统计:1k 字
阅读时长:4 分钟
阅读量:

曾经的单线程模型在同步I/O的影响下，由于I/O调用缓慢，在应用层面导致CPU与I/O无法重叠进行。为了照顾编程人员的阅读思维习惯，同步I/O盛行了很多年。

image.png

但是有很大的性能问题！

Node利用JavaScript及其内部异步库，将异步直接提升到业务层面。Node带来的最大特性莫过于基于事件驱动的非阻塞I/O模型。非阻塞I/O可以使CPU与I/O并不相互依赖等待，让资源得到更好的利用。

image.png

异步编程解决方案

目的：读取package.json 中main 字段对应的文件内容

Callback

使用回调函数进行异步I/O的操作

js
const fs = require('node:fs')

fs.readFile('./package.json', { encoding: 'utf-8' }, (err, data) => {
  if (err)
    throw err
  const { main } = JSON.parse(data)
  fs.readFile(main, { encoding: 'utf-8' }, (err, data) => {
    if (err)
      throw err
    console.log(data)
  })
})

image.png

问题：如何解决回调地狱？

Promise

Promise是一个具有四个状态的有限状态机，其中三个核心状态为Pending（挂起），Fulfilled（ 完成）、Rejected（拒绝），以及还有一个未开始状态

详细内容可以看我之前的博文 Promise初探

image.png

使用Promise，实现读取 package.json 中 main 字段对应的文件内容

js
const { readFile } = require('node:fs/promises')

readFile('./package.json', { encoding: 'utf-8' })
  .then((res) => {
    return JSON.parse(res)
  })
  .then((data) => {
    return readFile(data.main, { encoding: 'utf-8' })
  })
  .then((res) => {
    console.log(res)
  })

对比之前用Callback的解决方案，可以看出没有嵌套的回调了，通过一系列的链式调用来处理异步操作。

image.png

Callback 转为 Promise

如何将 Callback 转为 Promise 形式？

可以使用Node自带的工具函数 util.promisify

可以自己实现一下：

js
function promisify(fn, receiver) {
  return (...args) => {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      fn.apply(receiver, [
        ...args,
        (err, res) => {
          return err ? reject(err) : resolve(res)
        },
      ])
    })
  }
}

const readFilePromise = promisify(fs.readFile, fs)

await

await 函数使用 try catch 捕获异常（注意并行处理）

js
const { readFile } = require('node:fs/promises')

const start = async () => {
  const { main } = JSON.parse(
    await readFile('./package.json', { encoding: 'utf-8' })
  )
  const data = await readFile(main, { encoding: 'utf-8' })
  console.log(data)
}
start()

await的语法写起来就像同步编程一样，这里的操作是串行操作，会一行一行的等待执行。

image.png

如果几个任务是可以并行的，这样写就不太好了。这是，我们可以使用Promise.all来操作并行的任务

这里也会有个小问题，我课后问老师了，这是老师的解答

image.png

【问】在异步那块，说到串行和并行，在并行处理那块我有一个疑问。如果并行的场景要求：不管其他任务执行成功还是失败，每个异步任务都要执行完，最后统一处理错误，那在用Promise.all来处理多个异步任务时候，遇到第一个任务执行错误的时候就会返回，如何操作才能让所有任务都执行完成，再统一处理错误呢

【答】Promise.all 处理多个请求，当所有请求都成功的时候，resolve 一个数组回来，里面是执行结果。如果有一个请求失败就立刻 reject 那个错误来，所以这个地方我们不能使用 Promise.all 来实现。Promise 有一个 allSettled 方法，https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/allSettled

Event

发布订阅模式，Node.js 内置events 模块

比如HTTP server on('request') 事件监听

js
const EventEmitter = require('node:events')

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter()

myEmitter.on('event', () => {
  console.log('an event occurred!')
})
myEmitter.emit('event')

const http = require('node:http')

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.end('hello!!! this is YK!!!')
})
server.on('request', (req, res) => {
  console.log(req.url)
})

server.listen(3000)

image.png

image.png

参考

  • 字节跳动青训营 PPT + 视频
  • 《深入浅出Node.js》

Contributors

winter wang