[Node.js] 理解 Node.js 事件驱动

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[Node.js] 理解 Node.js 事件驱动

原创 2016-09-27 Larry Lu 前端圈

台湾朋友盧承億投稿

这篇讲的东西比较偏概念，所以文字叙述会多一点，希望大家可以有耐心的看完～

一、Async(非同步)

Node.js 是一个单线程且异步的语言，异步的 function 会被放进一个 event queue，等其他代码运行完之后才会运行那个 event queue。如果 queue 里面有很多事要做就会依序做，所以不会阻塞线程。

二、setTimeout

Javascript 最简单的 async 函数是 setTimeout，setTimeout会在一定的时间之后执行某个函数，或说是在一定时间之后把那个函数放进 event queue，等其他事情都做完就会就会开始做 event queue 内的事情。

范例1

setTimeout(function(){
    console.log('callback');
}, 1000);

console.log('Hello World');

刚开始跑到 setTimeout，系统会设定在 1 秒之后把 function 要做的事放到 event queue，然后就继续跑到下面输出 “Hello World”，输出结束之后这时候事情都做完了。

等了一秒 function 被塞到 event queue，这时候没有事情要做所以就开始运行 event queue 内的事情，然后就输出“callback”。

范例2

setTimeout(function(){
    console.log('callback');
}, 1000);

while(true){
    var a = 1 * 2;
}

这个跟范例1 不太一样，先跑到 setTimeout，系统会设定在 1 秒之后把 function 要做的事放到 event queue，继续往下跑到while，一直算一些东西，等了一秒 function 被塞到 event queue。这时候因为一直有事情要做，所以虽然console.log('callback')已经被放到 event queue，但永远不会执行，因为程序要在做完主要的事情才会开始跑 event queue。

三、Callback

因为不知道 async 的那些工作什么时候会完成，但我们又需要等那些工作做完之后才能做某些事情。比如说如果要判断一个文件里面有多少字符，要先读文件，接着再从读到的字符串计算有多少个字符，但偏偏读文件的函数是 async，这时候就需要 callback。

范例1

读文件并计算长度：

var fs = require('fs');

// fs.readFile(filename, callback(err, content))

fs.readFile('test.txt', function(err, content){
    var str = content.toString();
    console.log(str.length);
    console.log('finish');
});

console.log('not finish');

fs 是个 nodejs 的模块，可以用来读文件，跑到fs.readFile的时候，系统会把读文件这个任务放到 event queue，有空的时候就会去做，如果当下可以系统有空也有可能马上读。

接着就继续往下跑输出not finish，因为不知道文件什么时候会读完，所以我们把文件读完要做的事情放在 callback 里面。虽然不知道什么时候会读完，但只要一读完文件就会做callback 里面的事情，计算那个文件里面有多少字符，然后输出finish。

范例2

读完文件在档尾加上Hello World，再写回去文件：

var fs = require('fs');

// fs.readFile(filename, callback(err, content))
// fs.writeFile(filename, content, callback(err))

fs.readFile('test.txt', function(err, content){
    var str = content.toString();
    str += 'Hello World';
    fs.writeFile('test.txt', str, function(err){
        console.log('finish');
    });
});

console.log('not finish');

用 callback 的方式可以一直迭代，读完文件之后在尾巴加上Hello World，之后再写入文件。但写入文件也是 async，所以也要设定一个 callback，写入完成之后再输出not finish。

范例3

在 callback 内检查错误：

var fs = require('fs');

fs.readFile('test.txt', function(err, content){
    if(err) console.log(err);

    var str = content.toString();
    str += 'Hello World';
});

callback 内通常都会有一个err传回，如果不是null或undefined，代表处理过程中有发生错误。比如说要读取test.txt这个文件，结果根本没有这个文件，那就会发生错误。用 callback 一定要检查错误，如果有错误继续做下去可能会发生非预期的结果。

四、自己写一个 async function

我们也可以把一些 async 的操作包起来，自己写一个 async function，然后定义一个 callback。

范例

写一个函数叫做 append，功能是在某个文件后面加上某个字符串，因为 append 需要读写文件，所以一定也是个 async 函数。

prototype 可能是append(filename, str, callback(err))

var append = function(filename, str, callback){
  fs.readFile(filename, function(err1, content){
    if(err1) console.log(err1);

    var newContent = content.toString() + str;
    fs.writeFile(filename, newContent, function(err2){
      if(err2) console.log(err2);
        callback(err1 || err2);
    });
  });
};

append('text.txt', 'Hello World', function(err){
  if(err) console.log(err);
  console.log('finish');
});

在append内刚开始先读文件接着写文件，等读写都完成之后就呼叫 callback，这样就会运行使用者定义的 callback function。

写完之后就可以直接像下面这样用，然后给一个 callback function，在append都完成之后就会运行 callback 然后输出finish。

五、Callback Hell

因为使用 callback 可能会一直往上迭，先进行 A 接着跑 B 然后 C, D 等等等，B 需要 A 的结果，C 需要 B 的结果，写出来的代码可能是：

func1(function(err1, result1){
  if(err1){
    console.log(err1);
  } else {
    func2(result1, function(err2, result2, result3){
      if(err2){
        console.log(err2);
      } else {
        func3(result2, result3, function(err3, result4){
          if(err3){
            console.log(err3);
          } else {
            console.log(result4);
          }
        });
      }
    });
  }
});

这样的代码还是对的，只是很丑很难debug，可以用 asyncmodule 来改善，避免 code 越迭越高，可以参考（http://larry850806.github.io/2016/05/31/async/）。

不然也可以用Promise，不过那比较难懂，建议完全理解 callback 再开始摸 Promise。

六、总结

整个程序只有一个 event queue，async 的 function 都会被塞到 event queue，系统有空就开始运行 event queue，里面的所有任务会轮流运行，运行完就呼叫 callback。

Javascript 的 callback 机制跟其他语言不一样，像 C++ / Java 都是一行一行运行(如果只有单线程)，但 js 因为有一堆 callback 常常不知道现在在运行哪一段代码，刚开始会觉得有点乱，但久了之后觉得还蛮好用的，不用自己去确认某件事做完了没，反正做完会有 callback。