理解 Node.js 事件驱动机制的原理

学习 Node.js 一定要理解的内容之一,文中主要涉及到了 EventEmitter 的使用和一些异步情况的处理,比较偏基础,值得一读。

大多数 Node.js 对象都依赖了 EventEmitter 模块来监听和响应事件,比如我们常用的 HTTP requests, responses, 以及 streams。

const EventEmitter = require('events');

事件驱动机制的最简单形式,是在 Node.js 中十分流行的回调函数,例如 fs.readFile。 在回调函数这种形式中,事件每被触发一次,回调就会被触发一次。

我们先来探索下这个最基本的方式。

你准备好了就叫我哈,Node!

很久很久以前,在 js 里还没有原生支持 Promise,async/await 还只是一个遥远的梦想,回调函数是处理异步问题的最原始的方式。

回调从本质上讲是传递给其他函数的函数,在 JavaScript 中函数是第一类对象,这也让回调的存在成为可能。

一定要搞清楚的是,回调在代码中的并不表示异步调用。 回调既可以是同步调用的,也可以是异步调用的。

举个例子,这里有一个宿主函数 fileSize,它接受一个回调函数 cb,并且可以通过条件判断来同步或者异步地调用该回调函数:

function fileSize (fileName, cb) { if (typeof fileName !== 'string') { // Sync return cb(new TypeError('argument should be string')); } fs.stat(fileName, (err, stats) => { if (err) { // Async return cb(err); } // Async cb(null, stats.size); }); }

这其实也是个反例,这样写经常会引起一些意外的错误,在设计宿主函数的时候,应当尽可能的使用同一种风格,要么始终都是同步的使用回调,要么始终都是异步的。

我们来研究下一个典型的异步 Node 函数的简单示例,它用回调样式编写:

const readFileAsArray = function(file, cb) { fs.readFile(file, function(err, data) { if (err) { return cb(err); } const lines = data.toString().trim().split('\n'); cb(null, lines); }); };

readFileAsArray 函数接受两个参数:一个文件路径和一个回调函数。它读取文件内容,将其拆分成行数组,并将该数组作为回调函数的参数传入,调用回调函数。

现在设计一个用例,假设我们在同一目录中的文件 numbers.txt 包含如下内容:

10 11 12 13 14 15

如果我们有一个需求,要求统计该文件中的奇数数量,我们可以使用 readFileAsArray 来简化代码:

readFileAsArray('./numbers.txt', (err, lines) => { if (err) throw err; const numbers = lines.map(Number); const oddNumbers = numbers.filter(n => n%2 === 1); console.log('Odd numbers count:', oddNumbers.length); });

这段代码将文件内容读入字符串数组中,回调函数将其解析为数字,并计算奇数的个数。

这才是最纯粹的 Node 回调风格。回调的第一个参数要遵循错误优先的原则,err 可以为空,我们要将回调作为宿主函数的最后一个参数传递。你应该一直用这种方式这样设计你的函数,因为用户可能会假设。让宿主函数把回调当做其最后一个参数,并让回调函数以一个可能为空的错误对象作为其第一个参数。

回调在现代 JavaScript 中的替代品

在现代 JavaScript 中,我们有 Promise,Promise 可以用来替代异步 API 的回调。回调函数需要作为宿主函数的一个参数进行传递(多个宿主回调进行嵌套就形成了回调地狱),而且错误和成功都只能在其中进行处理。而 Promise 对象可以让我们分开处理成功和错误,还允许我们链式调用多个异步事件。

如果 readFileAsArray 函数支持 Promise,我们可以这样使用它,如下所示:

readFileAsArray('./numbers.txt') .then(lines => { const numbers = lines.map(Number); const oddNumbers = numbers.filter(n => n%2 === 1); console.log('Odd numbers count:', oddNumbers.length); }) .catch(console.error);

我们在宿主函数的返回值上调用了一个函数来处理我们的需求,这个 .then 函数会把刚刚在回调版本中的那个行数组传递给这里的匿名函数。为了处理错误,我们在结果上添加一个 .catch 调用,当发生错误时,它会捕捉到错误并让我们访问到这个错误。

在现代 JavaScript 中已经支持了 Promise 对象,因此我们可以很容易的将其使用在宿主函数之中。下面是支持 Promise 版本的 readFileAsArray 函数(同时支持旧有的回调函数方式):

const readFileAsArray = function(file, cb = () => {}) { return new Promise((resolve, reject) => { fs.readFile(file, function(err, data) { if (err) { reject(err); return cb(err); } const lines = data.toString().trim().split('\n'); resolve(lines); cb(null, lines); }); }); };

我们使该函数返回一个 Promise 对象,该对象包裹了 fs.readFile 的异步调用。Promise 对象暴露了两个参数,一个 resolve 函数和一个 reject 函数。

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