Node中異步編程機制的原理是什么

這期內容當中小編將會給大家帶來有關Node中異步編程機制的原理是什么，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

目前的異步編程主要解決方案有：

• 事件發布/訂閱模式

• Promise/Deferred模式

• 流程控制庫

事件發布/訂閱模式

Node自身提供了events模塊，可以輕松實現事件的發布/訂閱

//訂閱
emmiter.on("event1",function(message){
  console.log(message);
})
//發布
emmiter.emit("event1","I am mesaage!")；

偵聽器可以很靈活地添加和刪除，使得事件和具體處理邏輯之間可以很輕松的關聯和解耦

事件發布/訂閱模式常常用來解耦業務邏輯，事件發布者無需關注訂閱的偵聽器如何實現業務邏輯，甚至不用關注有多少個偵聽器存在，數據通過消息的方式可以很靈活的進行傳遞。

下面的HTTP就是典型的應用場景

var req = http.request(options,function(res){
  res.on('data',function(chunk){
    console.log('Body:'+ chunk);
  })
  res.on('end',function(){
    //TODO
  })
})

如果一個事件添加了超過10個偵聽器，將會得到一條警告，可以通過調用emmite.setMaxListeners(0)將這個限制去掉

繼承events模塊

var events = require('events');
function Stream(){
  events.EventEmiiter.call(this);
}
util.inherits(Stream,events.EventEmitter);

利用事件隊列解決雪崩問題

所謂雪崩問題，就是在高訪問量，大并發量的情況下緩存失效的情況，此時大量的請求同時融入數據庫中，數據庫無法同時承受如此大的查詢請求，進而往前影響到網站整體的響應速度

解決方案：

var proxy = new events.EventEmitter();
var status = "ready"; 
var seletc = function(callback){
  proxy.once("selected",callback);//為每次請求訂閱這個查詢時間，推入事件回調函數隊列
  if(status === 'ready'){ 
    status = 'pending';//設置狀態為進行中以防止引起多次查詢操作
    db.select("SQL",function(results){
      proxy.emit("selected",results); //查詢操作完成后發布時間
      status = 'ready';//重新定義為已準備狀態
    })
  }
}

多異步之間的協作方案

以上情況事件與偵聽器的關系都是一對多的，但在異步編程中，也會出現事件與偵聽器多對一的情況。

這里以渲染頁面所需要的模板讀取、數據讀取和本地化資源讀取為例簡要介紹一下

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)
})

偏函數方案

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);  //一個偵聽器
emitter.on('done',other);  //如果業務增長，可以完成多對多的方案

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模塊方案

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時，執行流程都需要被預先設定，這是發布/訂閱模式的運行機制所決定的。

$.get('/api',{
  success:onSuccess,
  err:onError,
  complete:onComplete
})
//需要嚴謹設置目標

那么是否有一種先執行異步調用，延遲傳遞處理的方式的？接下來要說的就是針對這種情況的方式：Promise/Deferred模式

Promise/A

Promise/A提議對單個異步操作做出了這樣的抽象定義：

• Promise操作只會處在三種狀態的一種：未完成態，完成態和失敗態。

• Promise的狀態只會出現從未完成態向完成態或失敗態轉化，不能逆反，完成態和失敗態不能相互轉化

• Promise的狀態一旦轉化，就不能被更改。

一個Promise對象只要具備then()即可

• 接受完成態、錯誤態的回調方法

• 可選地支持progress事件回調作為第三個方法

• then()方法只接受function對象，其余對象將被忽略

• then()方法繼續返回Promise對象，以實現鏈式調用

通過Node的events模塊來模擬一個Promise的實現

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); //實現監聽對應事件
  }
  if(typeof errorHandler === 'function'){
    this.once('error',errorHandler)
  }
  if(typeof progressHandler === 'function'){
    this.on('progress',progressHandler);
  }
  return this;
}

以上通過then()將回調函數存放起來，接下來就是等待success、error、progress事件被觸發，實現這個功能的對象稱為Deferred對象，即延遲對象。

var Deferred = function(){
  this.state = 'unfulfilled';
  this.promise = new Promise();
}
Deferred.prototype.resolve = function(obj){ //當異步完成后可將resolve作為回調函數，觸發相關事件
  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，可以對一個典型的響應對象進行封裝

res.setEncoding('utf8');
res.on('data',function(chunk){
  console.log("Body:" + chunk);
})
res.on('end',function(){
  //done
})
res.on('error',function(err){
  //error
}

轉換成

res.then(function(){
  //done
},function(err){
  //error
}，function(chunk){
  console.log('Body:' + chunk);
})

要完成上面的轉換，首先需要對res對象進行封裝，對data,end,error等事件進行promisify

var promisify = function(res){
  var deferred = new Deferred(); //創建一個延遲對象來在res的異步完成回調中發布相關事件
  var result = ''; //用來在progress中持續接收數據
  res.on('data',function(chunk){ //res的異步操作，回調中發布事件
    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，讓外界不能改變deferred的狀態，只能讓promise的then()方法去接收外界來偵聽相關事件。
}

promisify(res).then(function(){
  //done
},function(err){
  //error
},function(chunk){
  console.log('Body:' + chunk);
})

以上，它將業務中不可變的部分封裝在了Deferred中，將可變的部分交給了Promise

Promise中的多異步協作

Deferred.prototype.all = function(promises){
  var count = promises.length; //記錄傳進的promise的個數
  var that = this; //保存調用all的對象
  var results = [];//存放所有promise完成的結果
  promises.forEach(function(promise,i){//對promises逐個進行調用
    promise.then(function(data){//每個promise成功之后，存放結果到result中，count--，直到所有promise被處理完了，才出發deferred的resolve方法，發布事件，傳遞結果出去
      count--;
      result[i] = data;
      if(count === 0){
        that.resolve(results);
      }
    },function(err){
      that.reject(err);
    });
  });
  return this.promise; //返回promise來讓外界偵聽這個deferred發布的事件。
}

var promise1 = readFile('foo.txt','utf-8');//這里的文件讀取已經經過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內部的all方法所調用，用于同步所有的promise
  //TODO
},function(err){
  //TODO
})

支持序列執行的Promise

嘗試改造一下代碼以實現鏈式調用

var Deferred = function(){
  this.promise = new Promise()
}

//完成態
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;
      }
    }
  }
}

//失敗態
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
      }
    }
  }
}

//生成回調函數
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 = []; //隊列用于存儲待執行的回到函數
  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)
})

上述就是小編為大家分享的Node中異步編程機制的原理是什么了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。