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JavaScript中非同步與回呼的基本概念及回呼地獄現象

WBOY
發布: 2022-08-17 18:05:25
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本篇文章為大家帶來了關於javascript的相關知識,主要介紹了JavaScript中異步與回調的基本概念,以及回調地獄現象,本文主要介紹了異步和回調的基本概念,二者是JavaScript的核心內容,下面一起來看依稀啊,希望對大家有幫助。

JavaScript中非同步與回呼的基本概念及回呼地獄現象

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##JavaScript異步與回呼

一、前言

在學習本文內容之前,我們必須先了解非同步的概念,首先要強調的是

非同步和並行有著本質的區別

    並行,一般指並行計算,是說同一時刻有多條指令同時被執行,這些指令可能執行於同一
  • CPU的多核上,或者多個CPU上,或多個實體主機甚至多個網路中。
  • 同步,一般指依照預定的順序依序執行任務,只有當上一個任務完成後,才開始執行下一個任務。
  • 異步,與同步相對應,異步指的是讓
  • CPU暫時擱置當前任務,先處理下一個任務,當收到上個任務的回調通知後,再返回上個任務繼續執行,整個過程不需要第二個執行緒參與
也許用圖片的方式解釋並行、同步和非同步更為直觀,假設現在有A、B兩個任務需要處理,使用並行、同步和非同步的處理方式會分別採用如下圖所示的執行方式:

二、非同步函數

JavaScript為我們提供了許多非同步的函數,這些函數允許我們方便的執行非同步任務,也就是說,我們現在開始執行一個任務(函數),但任務會在稍後完成,具體完成時間並不清楚。

例如,

setTimeout函數就是一個非常典型的非同步函數,此外,fs.readFilefs.writeFile同樣也是非同步函數。

我們可以自己定義一個非同步任務的案例,例如自訂一個檔案複製函數

copyFile(from,to)

const fs = require('fs')

function copyFile(from, to) {
    fs.readFile(from, (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        fs.writeFile(to, data, (err) => {
            if (err) {
                console.log(err.message)
                return
            }
            console.log('Copy finished')
        })
    })
}
登入後複製

函數

copyFile首先從參數from讀取檔案數據,隨後將數據寫入參數to指向的檔案。

我們可以像這樣呼叫

copyFile

copyFile('./from.txt','./to.txt')//复制文件
登入後複製

如果這個時候,

copyFile(...)後面還有其他程式碼,那麼程序不會等待copyFile執行結束,而是直接向下執行,檔案複製任務何時結束,程式並不關心。

copyFile('./from.txt','./to.txt')
//下面的代码不会等待上面的代码执行结束
...
登入後複製

執行到這裡,好像一切還都是正常的,但是,如果我們在

copyFile(...)函數後,直接存取檔案./to.txt 中的內容會發生什麼事呢?

這將不會讀到複製過來的內容,就行這樣:

copyFile('./from.txt','./to.txt')
fs.readFile('./to.txt',(err,data)=>{
    ...
})
登入後複製

如果在執行程式之前,

./to.txt檔案尚未創建,將得到以下錯誤:

PS E:\Code\Node\demos\03-callback> node .\index.js

finished
Copy finished
PS E:\Code \Node\demos\03-callback> node .\index.js
錯誤:ENOENT: no such file or directory, open 'E:\Code\Node\demos\03-callback\to.txt'
Copy finished

即使

./to.txt存在,也無法讀取其中複製的內容。

造成這種現象的原因是:

copyFile(...)是異步執行的,程式執行到copyFile(...)函數後,並不會等待其複製完畢,而是直接向下執行,從而導致出現檔案./to.txt不存在的錯誤,或檔案內容為空白錯誤(如果提前建立檔案)。

三、回呼函數##非非同步函數的具體執行結束的時間是不能確定的,例如

readFile(from,to)

函數的執行結束時間大機率取決於檔案from的大小。 那麼,問題在於我們如何準確的定位

copyFile

執行結束,從而讀取to檔案中的內容呢? 這就需要使用回呼函數,我們可以修改

copyFile

函數如下:<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:js;">function copyFile(from, to, callback) { fs.readFile(from, (err, data) =&gt; { if (err) { console.log(err.message) return } fs.writeFile(to, data, (err) =&gt; { if (err) { console.log(err.message) return } console.log(&amp;#39;Copy finished&amp;#39;) callback()//当复制操作完成后调用回调函数 }) }) }</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>這樣,我們如果需要在檔案複製完成後,立即執行一些操作,就可以把這些操作寫入回呼函數中:

function copyFile(from, to, callback) {
    fs.readFile(from, (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        fs.writeFile(to, data, (err) => {
            if (err) {
                console.log(err.message)
                return
            }
            console.log(&#39;Copy finished&#39;)
            callback()//当复制操作完成后调用回调函数
        })
    })
}
copyFile('./from.txt', './to.txt', function () {
    //传入一个回调函数,读取“to.txt”文件中的内容并输出
    fs.readFile('./to.txt', (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log(data.toString())
    })
})
登入後複製

如果,你已經準備好了

./from.txt

文件,那麼以上程式碼就可以直接運行:<blockquote><p>PS E:\Code\Node\demos\03-callback> node .\index.js<br/>Copy finished<br/>加入社区“仙宗”,和我一起修仙吧<br/>社区地址:http://t.csdn.cn/EKf1h</p></blockquote><p>这种编程方式被称为“基于回调”的异步编程风格,异步执行的函数应当提供一个回调参数用于在任务结束后调用。</p><p>这种风格在<code>JavaScript编程中普遍存在,例如文件读取函数fs.readFilefs.writeFile都是异步函数。

四、回调的回调

回调函数可以准确的在异步工作完成后处理后继事宜,如果我们需要依次执行多个异步操作,就需要嵌套回调函数。

案例场景:依次读取文件A和文件B

代码实现:

fs.readFile(&#39;./A.txt&#39;, (err, data) => {
    if (err) {
        console.log(err.message)
        return
    }
    console.log(&#39;读取文件A:&#39; + data.toString())
    fs.readFile(&#39;./B.txt&#39;, (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log("读取文件B:" + data.toString())
    })
})
登入後複製

执行效果:

PS E:\Code\Node\demos\03-callback> node .\index.js
读取文件A:仙宗无限好,只是缺了佬

读取文件B:要想入仙宗,链接不能少
http://t.csdn.cn/H1faI

通过回调的方式,就可以在读取文件A之后,紧接着读取文件B。

如果我们还想在文件B之后,继续读取文件C呢?这就需要继续嵌套回调:

fs.readFile(&#39;./A.txt&#39;, (err, data) => {//第一次回调
    if (err) {
        console.log(err.message)
        return
    }
    console.log(&#39;读取文件A:&#39; + data.toString())
    fs.readFile(&#39;./B.txt&#39;, (err, data) => {//第二次回调
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log("读取文件B:" + data.toString())
        fs.readFile(&#39;./C.txt&#39;,(err,data)=>{//第三次回调
            ...
        })
    })
})
登入後複製

也就是说,如果我们想要依次执行多个异步操作,需要多层嵌套回调,这在层数较少时是行之有效的,但是当嵌套次数过多时,会出现一些问题。

回调的约定

实际上,fs.readFile中的回调函数的样式并非个例,而是JavaScript中的普遍约定。我们日后会自定义大量的回调函数,也需要遵守这种约定,形成良好的编码习惯。

约定是:

  • callback 的第一个参数是为 error 而保留的。一旦出现 error,callback(err) 就会被调用。
  • 第二个以及后面的参数用于接收异步操作的成功结果。此时 callback(null, result1, result2,...) 就会被调用。

基于以上约定,一个回调函数拥有错误处理和结果接收两个功能,例如fs.readFile(&#39;...&#39;,(err,data)=>{})的回调函数就遵循了这种约定。

五、回调地狱

如果我们不深究的话,基于回调的异步方法处理似乎是相当完美的处理方式。问题在于,如果我们有一个接一个 的异步行为,那么代码就会变成这样:

fs.readFile(&#39;./a.txt&#39;,(err,data)=>{
    if(err){
        console.log(err.message)
        return
    }
    //读取结果操作
    fs.readFile(&#39;./b.txt&#39;,(err,data)=>{
        if(err){
            console.log(err.message)
            return
        }
        //读取结果操作
        fs.readFile(&#39;./c.txt&#39;,(err,data)=>{
            if(err){
                console.log(err.message)
                return
            }
            //读取结果操作
            fs.readFile(&#39;./d.txt&#39;,(err,data)=>{
                if(err){
                    console.log(err.message)
                    return
                }
                ...
            })
        })
    })
})
登入後複製

以上代码的执行内容是:

  • 读取文件a.txt,如果没有发生错误的话;
  • 读取文件b.txt,如果没有发生错误的话;
  • 读取文件c.txt,如果没有发生错误的话;
  • 读取文件d.txt,…

随着调用的增加,代码嵌套层级越来越深,包含越来越多的条件语句,从而形成不断向右缩进的混乱代码,难以阅读和维护。

我们称这种不断向右增长(向右缩进)的现象为“回调地狱”或者“末日金字塔”!

fs.readFile(&#39;a.txt&#39;,(err,data)=>{
    fs.readFile(&#39;b.txt&#39;,(err,data)=>{
        fs.readFile(&#39;c.txt&#39;,(err,data)=>{
            fs.readFile(&#39;d.txt&#39;,(err,data)=>{
                fs.readFile(&#39;e.txt&#39;,(err,data)=>{
                    fs.readFile(&#39;f.txt&#39;,(err,data)=>{
                        fs.readFile(&#39;g.txt&#39;,(err,data)=>{
                            fs.readFile(&#39;h.txt&#39;,(err,data)=>{
                                ...
                                /*
								  通往地狱的大门
								  ===>
                                */
                            })
                        })
                    })
                })
            })
        })
    })
})
登入後複製

虽然以上代码看起来相当规整,但是这只是用于举例的理想场面,通常业务逻辑中会有大量的条件语句、数据处理操作等代码,从而打乱当前美好的秩序,让代码变的难以维护。

幸运的是,JavaScript为我们提供了多种解决途径,Promise就是其中的最优解。

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