Node.js 非同步程式設計之 Callback介紹（一）_node.js

Node.js 基於 JavaScript 引擎 v8，是單執行緒的。 Node.js 採用了與通常 Web 上的 JavaScript 非同步程式設計的方式來處理會造成阻塞的I/O操作。在 Node.js 中讀取檔案、存取資料庫、網路請求等等都有可能是異步的。對於 Node.js 新人或從其他語言背景遷移到 Node.js 上的開發者來說，非同步程式設計是比較痛苦的一部分。本章將由淺入深為大家講解 Node.js 非同步程式設計的方方面面。從最基礎的 callback 到 thunk、Promise、co 直到 ES7 計劃的 async/await。

首先我們先從一個具體的非同步程式設計的例子說起。

取得多個 ip 所在地的天氣資訊

在 ip.json 這個檔案中，有一個陣列我們存放了若干個 ip 位址，分別來自不同的地方的不同訪客，內容如下：

複製程式碼 程式碼如下:

// ip.json
["115.29.230.208", "180.153.132.38", "74.125.235.224", "91.239.201.98", "60.28.215.115"]

希望可以每一個 ip 所在地當前的天氣。將結果輸出到 weather.json 這個檔案中各式如下：

複製程式碼 程式碼如下:

// weather.json
[
  { "ip": "115.29.230.208", "weather": "Clouds", "region": "Zhejiang" },
  { "ip": "180.153.132.38", "weather": "Clear", "region": "Shanghai" },
  { "ip": "74.125.235.224", "weather": "Rain", "region": "California" },
  { "ip": "60.28.215.115", "weather": "Clear", "region": "Tianjin" }
]

整理思路，我們分成以下幾步來完成：

1.讀取 ip 位址；
2.依據 ip 位址取得 ip 所在地的地理位置；
3.依地理位置查詢當地的天氣；
4.將結果寫入 weather.json 檔案中。

這些步驟都是非同步的（讀寫檔案可以同步，但作為範例，都用非同步）。

callback

首先我們嘗試不借助任何函式庫，試著以 Node.js API 通常提供的方式——專遞一個 callback 作為非同步回呼——來實現。我們將藉助三個基礎模組：

1.fs：從檔案 ip.json 讀取 IP 清單；把結果寫入檔案；
2.request：用來發送 HTTP 請求，根據 IP 位址取得 geo 數據，再透過 geo 數據取得天氣數據；
3.querystring：用來組裝發送請求的 url 參數。

新建一個 callback.js 文件，引入這幾個模組：

複製程式碼 程式碼如下:

// callback.js
var fs = require('fs')
var request = require('request')
var qs = require('querystring')

讀取檔案中的 IP 列表，呼叫 fs.readFile 讀取檔案內容，再透過 JSON.parse 解析 JSON 資料：

複製程式碼 程式碼如下:

...
function readIP(path, callback) {
  fs.readFile(path, function(err, data) {
    if (err) {
      callback(err)
    } else {
      try {
        data = JSON.parse(data)
        callback(null, data)
      } catch (error) {
        callback(error)
      }
    }
  })
}
...

接著就是使用 IP 來取得geo，我們使用 request 來請求一個開放的 geo 服務：

複製程式碼 程式碼如下:

...
function ip2geo(ip, callback) {
  var url = 'http://www.telize.com/geoip/' ip
  request({
    url: url,
    json: true
  }, function(err, resp, body) {
    callback(err, body)
  })
}
...

使用 geo 資料來取得 weather：

複製程式碼 程式碼如下:

...
function geo2weather(lat, lon, callback) {
  var params = {
    lat: lat,
    lon: lon,
    APPID: '9bf4d2b07c7ddeb780c5b32e636c679d'
  }
  var url = 'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?' qs.stringify(params)
  request({
    url: url,
    json: true,
  }, function(err, resp, body) {
    callback(err, body)
  })
}
...

現在我們已經取得 geo、取得 weather 的接口，接下來我們還有稍微複雜的問題要處理，因為 ip 有多個，所以我們需要並行地去讀取 geo 已經並行地讀取 weather 資料：

複製程式碼 程式碼如下:

...
function ips2geos(ips, callback) {
  var geos = []
  var ip
  var remain = ips.length
  for (var i = 0; i     ip = ips[i];
    (function(ip) {
      ip2geo(ip, function(err, geo) {
        if (err) {
          callback(err)
        } else {
          geo.ip = ip
          geos.push(geo)
          remain--
        }
        if (remain == 0) {
          callback(null, geos)
        }
      })
    })(ip)
  }
}

function geos2weathers(geos, callback) {
  var weathers = []
  var geo
  var remain = geos.length
  for (var i = 0; i     geo = geos[i];
    (function(geo) {
      geo2weather(geo.latitude, geo.longitude, function(err, weather) {
        if (err) {
          callback(err)
        } else {
          weather.geo = geo
          weathers.push(weather)
          remain--
        }
        if (remain == 0) {
          callback(null, weathers)
        }
      })
    })(geo)
  }
}
...

ips2geos 和 geos2weathers 都使用了比較原始的方法，remain 來計算等待傳回的個數，remain 為 0 表示並行請求結束，將處理結果裝進一個陣列傳回。

最後就是將結果寫入 weather.json 檔案：

複製程式碼 程式碼如下:

...
function writeWeather(weathers, callback) {
  var output = []
  var weather
  for (var i = 0; i     weather = weathers[i]
    output.push({
      ip: weather.geo.ip,
      weather: weather.weather[0].main,
      region: weather.geo.region
    })
  }
  fs.writeFile('./weather.json', JSON.stringify(output, null, '  '), callback)
}
...

組合上面這些函數，我們就可以實現我們的目標：

複製程式碼 程式碼如下:

...
函數處理程序錯誤（錯誤）{
  console.log('錯誤：' err)
}

readIP('./ip.json', function(err, ips) {
  如果（錯誤）{
    處理程序錯誤（錯誤）
  } 其他 {
    ips2geos(ips, 函數(錯誤, geos) {
      如果（錯誤）{
        處理程序錯誤（錯誤）
      } 其他 {
        geos2weathers(geos, 函數(錯誤, 天氣) {
          若（錯誤）{
            處理程序錯誤（錯誤）
          } 其他 {
            writeWeather(天氣, 函數(錯誤) {
              若（錯誤）{
                處理程序錯誤（錯誤)
              } 其他 {
                console.log('成功！')
              }
            })
          }
        })
      }
    })
  }
})

哈哈，你媽這句話，你可能覺得這就是 JavaScript 異步的問題，說真的，不是 JavaScript 異步的真正下面問題所在。上面程式碼我們可以這樣寫：

複製程式碼以下程式碼：

...
函數 ReadIPCallback(err, ips) {
  如果（錯誤）{
    處理程序錯誤（錯誤）
  } 其他 {
    ips2geos(ips, ips2geosCallback)
  }
}

函數 ips2geosCallback(err, geos) {
  如果（錯誤）{
    處理程序錯誤（錯誤）
  } 其他 {
    geos2weathers(geos, geos2weathersCallback)
  }
}

函數 geos2weathersCallback(err, 天氣) {
  如果（錯誤）{
    處理程序錯誤（錯誤）
  } 其他 {
    writeWeather(天氣, writeWeatherCallback)
  }
}

函數 writeWeatherCallback(err) {
  如果（錯誤）{
    處理程序錯誤（錯誤）
  } 其他 {
    console.log('成功！')
  }
}

readIP('./ip.json', ReadIPCallback)

好了，這就是我們callback.js的全部內容。運行：

複製程式碼以下程式碼：

節點回調.js

將會產生weater.json檔：

複製程式碼以下程式碼：

[
  {
    "ip": "180.153.132.38",
    "天氣": "晴",
    "地區": "上海"
  },
  {
    "ip": "91.239.201.98",
    「天氣」：「雲」
  },
  {
    "ip": "60.28.215.115",
    "天氣": "晴",
    "地區": "天津"
  },
  {
    "ip": "74.125.235.224",
    “天氣”：“雲”，
    「地區」：「加州」
  },
  {
    "ip": "115.29.230.208",
    "天氣": "晴",
    "地區": "浙江"
  }
]

那正真的問題是什麼？

當然是異步的問題啦，非同步本質上要處理三個事情：

1.非同步操作何時結束，需要通知回來，Callback 是方案；
2.非同步產生的結果需要傳遞回來，Callback 接受一個 data 參數，把資料傳回來；
3.異步如果出錯了怎麼辦？ Callback 接受 一個 err 參數，把錯誤傳回來。

但有沒有發現好多重複的工作（各種 callback）？上面的這些程式碼有什麼問題麼？請大家期待本文的續篇。