Nodejs异步回调的处理方法总结

前些天弄了篇JavaScript异步问题解决方案，在nodejs中异步回调的处理方法也大同小异，我们来看看吧。

1. 前言

Nodejs最大的亮点就在于事件驱动， 非阻塞I/O 模型，这使得Nodejs具有很强的并发处理能力，非常适合编写网络应用。在Nodejs中大部分的I/O操作几乎都是异步的，也就是我们处理I/O的操作结果基本上都需要在回调函数中处理，比如下面的这个读取文件内容的函数：

fs.readFile('/etc/geekjc', function (err, data) {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

那，我们读取两个文件，将这两个文件的内容合并到一起处理怎么办呢?大多数接触js不久的人可能会这么干：(我就是这么做的...)

fs.readFile('/etc/geekjc', function (err, data) {
  if (err) throw err;
  fs.readFile('/etc/geekjc-user', function (err, data2) {
    if (err) throw err;
    // 在这里处理data和data2的数据
  });
});

那要是处理多个类似的场景，岂不是回调函数一层层的嵌套啊，这就是大家常说的回调金字塔或回调地狱（http://callbackhell.com/）的问题，也是让js小白最为头疼的问题。

这种层层嵌套的代码给开发带来了很多问题，主要体现在：

• 代码可能性变差
• 调试困难
• 出现异常后难以排查

我们来看看如何优雅的处理以上异步回调问题。

2. 通过递归处理异步回调

我们可以使用递归作为代码的执行控制工具。把需要执行的操作封装到一个函数中，在回调函数中通过递归调用控制代码的执行流程，废话不多说，上个代码吧：

var fs = require('fs');
// 要处理的文件列表
var files = ['file1', 'file2', 'file3'];
function parseFile () {
  if (files.length == 0) {
    return;
  }
  var file = files.shift();
  fs.readFile(file, function (err, data) {
    // 这里处理文件数据
    parseFile();  // 处理完毕后，通过递归调用处理下一个文件
  });
}

// 开始处理
parseFile();

以上代码已依次处理数组中的文件为例，介绍了通过递归的方式控制代码的执行流程。

应用到一些简单的场景中还是不错的，比如：我们将一个数组中的数据，依次保存到数据库中就可以采用这种方式。

通过递归的方式可以解决一些简单的异步回调问题。不过对于处理复杂的异步回调还是显得有些无能为力（如需要同步多个异步操作的结果）。

3. 采用Async、Q、Promise等第三方库处理异步回调

为了更好的处理嵌套回调的问题，可以考虑采用一些第三方专门处理异步的库，当然有能力的完全可以自己写个异步处理的辅助工具。

比较常用的处理异步的库有：async，q还有promise。从npmjs.org网站上来看，async的火热程度最高。以前用过async，确实也挺方便的，各种异步处理的控制流实现的也挺好。

我们将最初的同时读取两个文件的代码使用async处理下，示例如下：

var async = require('async')
  , fs = require('fs');
async.parallel([
  function(callback){
    fs.readFile('/etc/passwd', function (err, data) {
      if (err) callback(err);
      callback(null, data);
    });
  },
  function(callback){
    fs.readFile('/etc/passwd2', function (err, data2) {
      if (err) callback(err);
      callback(null, data2);
    });
  }
],
function(err, results){
  // 在这里处理data和data2的数据,每个文件的内容从results中获取
});

通过async模块，可以很好的控制异步的执行流程了，也算是解决了层层回调的问题，代码比以前算是清晰了些，不过依旧还是离不开回调函数。

想想如果能够在不使用回调函数的情况下，处理异步，岂不是很爽，接下来，我们谈谈使用ES6的新特性来实现这一目标。

4. 拥抱ES6，替代回调函数，解决回调地狱问题

话说EcmaScript Harmony (ES6)给js引入了不少新特性，对ES6不太了解的同学，可以自行百度一下。

在nodejs中使用ES6的新特性，需要用v0.11.x以上的版本才行。

本文介绍的是使用Generator特性替代回调函数，对Generator不了解？可以看看这里。

这里用到了co和thunkify两个模块，大家使用npm install命令安装之。

还是以本文刚开始提到的问题为例，使用generator特性的实例代码如下：

var fs = require('fs')
  , co = require('co')
  , thunkify = require('thunkify');
var readFile = thunkify(fs.readFile);

co(function *() {
  var test1 = yield readFile('test1.txt');
  var test2 = yield readFile('test2.txt');
  var test = test1.toString() + test2.toString();
  console.log(test);
})();

处理代码中的异常也是很简单的，只需要这样就OK了：

try {
  var test1 = yield readFile('test1.txt');
} catch (e) {
  // 在这里处理异常
}

这种代码是不是优雅很多了？像写同步代码一样处理异步，是不是很爽！

nodejs领域中进行Web开发，最火的框架莫过于express了，值得一提的是express的核心成员TJ大神有领导了一个新的Web框架——koa，宣称是下一代的Web开发框架，koa真是借助了ES6的generator这一特性，让我们在开发Web系统的时候避免陷入层层的回调用。

5. async/await时代

先看看采用generator处理的代码:

let co = require("co");

co(function *(){
    let db, collection, result; 
    let person = {name: "geekjc"};
    try{
        db = yield mongoDb.open();
        collection = yield db.collection("users");
        result = yield collection.insert(person);
    }catch(e){
        console.error(e.message);
    }
    console.log(result);
});

我们关注到ES7的async/await，才发现这才是我们想要的！我们将上面的代码小小改写一下。

async function insertData(person){
    let db, collection, result; 
    try{
        db = await mongoDb.open();
        collection = await db.collection("users");
        result = await collection.insert(person);
    }catch(e){
        console.error(e.message);
    }
    console.log(result);
} 

insertData({name: "geekjc"});

我们可以看到inserData是一个真正的函数，是我们可以直接去调用而无需启动器驱动的。当然内部我们也可以感受到处理yield变成了await以外，并没有很大区别。async/await，更符合我们异步编程的语义。

那么问题来了，how to use it?

5.1 使用

我们一开始就说过，babel已经支持async的transform了，所以我们使用的时候引入babel就行。当然server端和browser端，可以有不同的处理方法。在开始之前我们需要引入以下的package，preset-stage-3里就有我们需要的async/await的编译文件。

$ npm install babel-core --save
$ npm install babel-preset-es2015 --save
$ npm install babel-preset-stage-3 --save

Browser端

Babel一开始的出现就是为了让旧浏览器也能支持新的ES6特性，提升我们的开发体验。所以在Babel一开始就是可以通过babel-cli终端进行编译的。或者引入babel文件在浏览器端进行编译。当然这些都不是我最推荐的，所以我就带过不说啦。在前端静态资源配置里，webpack是现在比较好的解决方案，它支持静态资源的模块依赖，打包合并，还有语言的预处理，当然在这里我们就是指babel的处理。

// webpack.config.js
// 省略上面的文件输入输出的配置，直接看模块加载器的配置
module: {
    loaders: [
        {
            test: /\.js$/,
            exclude: /(node_modules|bower_components)/,
            loader: "babel",
            query: {
              presets: ['es2015', 'stage-3']
            }
        },
    ]
}

这样我们就可以愉快的使用了。

Server端

相对来说，后端比前端需要处理的异步IO地方多得多，也是更加需要这个。那我们在Server端又如何引入babel呢？

其实最简单也是最麻烦的方法就是，直接把js文件通过babel编译出新的文件再来使用。当然也就免不了冗余文件了，眼不见心不烦，还是换一个方法吧。

我们使用官方提供的require hook方法，顾名思义就是通过require进来后，接下来的文件进行require的时候都会经过Babel的处理。因为我们知道CommonJs是同步的模块依赖，所以也是可行的方法。我们需要多一个用于启动的js文件，一个真正执行程序的js文件。

// index.js 
// 用于引入babel，并且启动app.js

require("babel-core/register");
require("./app.js");

配置完hook之后，我们就配置babel的.babelrc文件，它是一个json格式的文件。es2015看情况配置，如果是已经是Node5.0版本，就无需再进行编译。

{
  "presets": ["stage-3", "es2015"]
}

最后我们的异步函数代码，写在app.js里即可。

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JavaScript异步问题解决方案