Node.js 异步编程之 Callback

Node.js 基于 JavaScript 引擎 v8，是单线程的。Node.js 采用了与通常 Web 上的 JavaScript 异步编程的方式来处理会造成阻塞的I/O操作。在 Node.js 中读取文件、访问数据库、网络请求等等都有可能是异步的。对于 Node.js 新人或者从其他语言背景迁移到 Node.js 上的开发者来说，异步编程是比较痛苦的一部分。本章将由浅入深为大家讲解 Node.js 异步编程的方方面面。从最基础的 callback 到 thunk、Promise、co 直到 ES7 计划的 async/await。

首先我们先从一个具体的异步编程的例子说起。

获取多个 ip 所在地的天气信息

在 ip.json 这个文件中，有一个数组我们存放了若干个 ip 地址，分别来自不同的地方的不同访问者，内容如下：

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

希望可以每一个 ip 所在地当前的天气。将结果输出到 weather.json 这个文件中各式如下：

// 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，我们分成以下几步来完成：

• 读取 ip 地址；
• 根据 ip 地址获取 ip 所在地的地理位置；
• 根据地理位置查询当地的天气；
• 将结果写入到 weather.json 文件中。

这些步骤都是异步的（读写文件可以同步，但作为示例，都用异步）。

callback

首先我们尝试不借助任何库，试着以 Node.js API 通常提供的方式——专递一个 callback 作为异步回调——来实现。我们将借助三个基础模块：

• fs：从文件 ip.json 读取 IP 列表；把结果写入到文件中；
• request：用来发送 HTTP 请求，根据 IP 地址获取 geo 数据，再通过 geo 数据获取天气数据；
• querystring：用来组装发送请求的 url 参数。

新建一个 callback.js 文件，引入这几个模块：

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

读取文件中的 IP 列表，调用 fs.readFile 读取文件内容，再通过 JSON.parse 来解析 JSON 数据：

...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)      }    }  })}...

接着就是使用 IP 来获取geo，我们使用 request 来请求一个开放的 geo 服务：

...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 数据来获取 weather：

...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)  })}...

现在我们已经获取 geo、获取 weather 的接口，接下来我们还有稍微复杂的问题要处理，因为 ip 有多个，所以我们需要并行地去读取 geo 已经并行地读取 weather 数据：

...function ips2geos(ips, callback) {  var geos = []  var ip  var remain = ips.length  for (var i = 0; i < ips.length; 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 < geos.length; 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 都使用了一种比较原始的方法，remain 来计算等待返回的个数，remain 为 0 表示并行请求结束，将处理结果装进一个数组返回。

最后就是将结果写入到 weather.json 文件中：

...function writeWeather(weathers, callback) {  var output = []  var weather  for (var i = 0; i < weathers.length; 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)}...

组合上面这些函数，我们就可以实现我们的目标：

...function handlerError(err) {  console.log('error: ' + err)}readIP('./ip.json', function(err, ips) {  if (err) {    handlerError(err)  } else {    ips2geos(ips, function(err, geos) {      if (err) {        handlerError(err)      } else {        geos2weathers(geos, function(err, weathers) {          if (err) {            handlerError(err)          } else {            writeWeather(weathers, function(err) {              if (err) {                handlerError(err)              } else {                console.log('success!')              }            })          }        })      }    })  }})

哈哈，你妈这嵌套，你可能觉得这就是 JavaScript 异步的问题，说真的，嵌套不是 JavaScript 异步的真正问题所在。上面这段代码我们可以下面这样写：

...function ReadIPCallback(err, ips) {  if (err) {    handlerError(err)  } else {    ips2geos(ips, ips2geosCallback)  }}function ips2geosCallback(err, geos) {  if (err) {    handlerError(err)  } else {    geos2weathers(geos, geos2weathersCallback)  }}function geos2weathersCallback(err, weathers) {  if (err) {    handlerError(err)  } else {    writeWeather(weathers, writeWeatherCallback)  }}function writeWeatherCallback(err) {  if (err) {    handlerError(err)  } else {    console.log('success!')  }}readIP('./ip.json', ReadIPCallback)

好了，这是我们 callback.js 的全部内容。运行：

node callback.js

将会生成 weater.json 文件：

[  {    "ip": "180.153.132.38",    "weather": "Clear",    "region": "Shanghai"  },  {    "ip": "91.239.201.98",    "weather": "Clouds"  },  {    "ip": "60.28.215.115",    "weather": "Clear",    "region": "Tianjin"  },  {    "ip": "74.125.235.224",    "weather": "Clouds",    "region": "California"  },  {    "ip": "115.29.230.208",    "weather": "Clear",    "region": "Zhejiang"  }]

那正真的问题是什么？

当然是异步的问题啦，异步本质上要处理三个事情：

• 异步操作什么时候结束，需要通知回来，Callback 是一种方案；
• 异步产生的结果需要传递回来，Callback 接受一个 data 参数，把数据传回来；
• 异步如果出错了怎么办？Callback 接受 一个 err 参数，把错误传回来。

但有没有发现好多重复的工作（各种 callback）？上面的这些代码有什么问题么？请大家期待本文的续篇。