JavaScript中異步與回調的基本概念及回調地獄現象是什么

本文小編為大家詳細介紹“JavaScript中異步與回調的基本概念及回調地獄現象是什么”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“JavaScript中異步與回調的基本概念及回調地獄現象是什么”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

JavaScript異步與回調

一、前言

在學習本文內容之前，我們必須要先了解異步的概念，首先要強調的是異步和并行有著本質的區別。

• 并行，一般指并行計算，是說同一時刻有多條指令同時被執行，這些指令可能執行于同一CPU的多核上，或者多個CPU上,或者多個物理主機甚至多個網絡中。

• 同步，一般指按照預定的順序依次執行任務，只有當上一個任務完成后，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后，再返回上個任務繼續執行，整個過程無需第二個線程參與。

也許用圖片的方式解釋并行、同步和異步更為直觀，假設現在有A、B兩個任務需要處理，使用并行、同步和異步的處理方式會分別采用如下圖所示的執行方式：

二、異步函數

JavaScript為我們提供了許多異步的函數，這些函數允許我們方便的執行異步任務，也就是說，我們現在開始執行一個任務（函數），但任務會在稍后完成，具體完成時間并不清楚。

例如，setTimeout函數就是一個非常典型的異步函數，此外，fs.readFile、fs.writeFile同樣也是異步函數。

我們可以自己定義一個異步任務的案例，例如自定義一個文件復制函數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')
        })
    })
}

函數copyFile首先從參數from讀取文件數據，隨后將數據寫入參數to指向的文件。

我們可以像這樣調用copyFile：

copyFile('./from.txt','./to.txt')//復制文件

如果這個時候，copyFile(...)后面還有其他代碼，那么程序不會等待copyFile執行結束，而是直接向下執行，文件復制任務何時結束，程序并不關心。

copyFile('./from.txt','./to.txt')
//下面的代碼不會等待上面的代碼執行結束
...

執行到這里，好像一切還都是正常的，但是，如果我們在copyFile(...)函數后，直接訪問文件./to.txt中的內容會發生什么呢？

這將不會讀到復制過來的內容，就行這樣：

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

如果在執行程序之前，./to.txt文件還沒有創建，將得到如下錯誤：

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，也無法讀取其中復制的內容。

造成這種現象的原因是：copyFile(...)是異步執行的，程序執行到copyFile(...)函數后，并不會等待其復制完畢，而是直接向下執行，從而導致出現文件./to.txt不存在的錯誤，或者文件內容為空錯誤（如果提前創建文件）。

三、回調函數

異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概率取決于文件from的大小。

那么，問題在于我們如何才能準確的定位copyFile執行結束，從而讀取to文件中的內容呢？

這就需要使用回調函數，我們可以修改copyFile函數如下：

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('Copy finished')
            callback()//當復制操作完成后調用回調函數
        })
    })
}

這樣，我們如果需要在文件復制完成后，立即執行一些操作，就可以把這些操作寫入回調函數中：

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('Copy finished')
            callback()//當復制操作完成后調用回調函數
        })
    })
}
copyFile('./from.txt', './to.txt', function () {
    //傳入一個回調函數，讀取“to.txt”文件中的內容并輸出
    fs.readFile('./to.txt', (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log(data.toString())
    })
})

如果，你已經準備好了./from.txt文件，那么以上代碼就可以直接運行：

PS E:\Code\Node\demos\03-callback> node .\index.js
Copy finished
加入社區“仙宗”，和我一起修仙吧
社區地址：http://t.csdn.cn/EKf1h

這種編程方式被稱為“基于回調”的異步編程風格，異步執行的函數應當提供一個回調參數用于在任務結束后調用。

這種風格在JavaScript編程中普遍存在，例如文件讀取函數fs.readFile、fs.writeFile都是異步函數。

四、回調的回調

回調函數可以準確的在異步工作完成后處理后繼事宜，如果我們需要依次執行多個異步操作，就需要嵌套回調函數。

案例場景：依次讀取文件A和文件B

代碼實現：

fs.readFile('./A.txt', (err, data) => {
    if (err) {
        console.log(err.message)
        return
    }
    console.log('讀取文件A：' + data.toString())
    fs.readFile('./B.txt', (err, data) => {
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log("讀取文件B：" + data.toString())
    })
})

執行效果：

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

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

通過回調的方式，就可以在讀取文件A之后，緊接著讀取文件B。

如果我們還想在文件B之后，繼續讀取文件C呢？這就需要繼續嵌套回調：

fs.readFile('./A.txt', (err, data) => {//第一次回調
    if (err) {
        console.log(err.message)
        return
    }
    console.log('讀取文件A：' + data.toString())
    fs.readFile('./B.txt', (err, data) => {//第二次回調
        if (err) {
            console.log(err.message)
            return
        }
        console.log("讀取文件B：" + data.toString())
        fs.readFile('./C.txt',(err,data)=>{//第三次回調
            ...
        })
    })
})

也就是說，如果我們想要依次執行多個異步操作，需要多層嵌套回調，這在層數較少時是行之有效的，但是當嵌套次數過多時，會出現一些問題。

回調的約定

實際上，fs.readFile中的回調函數的樣式并非個例，而是JavaScript中的普遍約定。我們日后會自定義大量的回調函數，也需要遵守這種約定，形成良好的編碼習慣。

約定是：

• callback 的第一個參數是為 error 而保留的。一旦出現 error，callback(err) 就會被調用。

• 第二個以及后面的參數用于接收異步操作的成功結果。此時 callback(null, result1, result2,...) 就會被調用。

基于以上約定，一個回調函數擁有錯誤處理和結果接收兩個功能，例如fs.readFile('...',(err,data)=>{})的回調函數就遵循了這種約定。

五、回調地獄

如果我們不深究的話，基于回調的異步方法處理似乎是相當完美的處理方式。問題在于，如果我們有一個接一個 的異步行為，那么代碼就會變成這樣：

fs.readFile('./a.txt',(err,data)=>{
    if(err){
        console.log(err.message)
        return
    }
    //讀取結果操作
    fs.readFile('./b.txt',(err,data)=>{
        if(err){
            console.log(err.message)
            return
        }
        //讀取結果操作
        fs.readFile('./c.txt',(err,data)=>{
            if(err){
                console.log(err.message)
                return
            }
            //讀取結果操作
            fs.readFile('./d.txt',(err,data)=>{
                if(err){
                    console.log(err.message)
                    return
                }
                ...
            })
        })
    })
})

以上代碼的執行內容是：

• 讀取文件a.txt，如果沒有發生錯誤的話；

• 讀取文件b.txt，如果沒有發生錯誤的話；

• 讀取文件c.txt，如果沒有發生錯誤的話；

• 讀取文件d.txt，…

隨著調用的增加，代碼嵌套層級越來越深，包含越來越多的條件語句，從而形成不斷向右縮進的混亂代碼，難以閱讀和維護。

我們稱這種不斷向右增長（向右縮進）的現象為“回調地獄”或者“末日金字塔”！

fs.readFile('a.txt',(err,data)=>{
    fs.readFile('b.txt',(err,data)=>{
        fs.readFile('c.txt',(err,data)=>{
            fs.readFile('d.txt',(err,data)=>{
                fs.readFile('e.txt',(err,data)=>{
                    fs.readFile('f.txt',(err,data)=>{
                        fs.readFile('g.txt',(err,data)=>{
                            fs.readFile('h.txt',(err,data)=>{
                                ...
                                /*
								  通往地獄的大門
								  ===>
                                */
                            })
                        })
                    })
                })
            })
        })
    })
})

雖然以上代碼看起來相當規整，但是這只是用于舉例的理想場面，通常業務邏輯中會有大量的條件語句、數據處理操作等代碼，從而打亂當前美好的秩序，讓代碼變的難以維護。

幸運的是，JavaScript為我們提供了多種解決途徑，Promise就是其中的最優解。

讀到這里，這篇“JavaScript中異步與回調的基本概念及回調地獄現象是什么”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。