走近Node.js的异步代码设计(1)

【51CTO精选译文】许多企业目前在评估Node.js的异步、事件驱动型的I/O，认为这是一种高性能方案，可以替代多线程企业应用服务器的传统同步I/O。异步性质意味着，企业开发人员必须学习新的编程模式，忘掉旧的编程模式。他们必须彻底转变思路，可能需要借助电击疗法^_^。本文介绍了如何将旧的同步编程模式换成全新的异步编程模式。

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开始转变思路

要使用Node.js，就有必要了解异步编程的工作原理。异步代码设计并非简单的设计，需要一番学习。现在需要来一番电击疗法：本文在同步代码示例旁边给出了异步代码示例，表明如何更改同步代码，才能变成异步代码。这些示例都围绕Node.js的文件系统(fs)模块，因为它是唯一含有同步I/O操作及异步I/O操作的模块。有了这两种示例，你可以开始转变思路了。

相关代码和独立代码

回调函数(callback function)是Node.js中异步事件驱动型编程的基本构建模块。它们是作为变量，传递给异步I/O操作的函数。一旦操作完成，回调函数就被调用。回调函数是Node.js中实现事件的机制。

下面显示的示例表明了如何将同步I/O操作转换成异步I/O操作，并显示了回调函数的使用。示例使用异步fs.readdirSync()调用，读取当前目录的文件名称，然后把文件名称记录到控制台，最后读取当前进程的进程编号(process id)。

同步

var fs = require('fs'),  
    filenames,  
    i,  
    processId;  
filenames = fs.readdirSync(".");  
for (i = 0; i < filenames.length; i++) {  
    console.log(filenames[i]);  
}  
console.log("Ready.");  
processprocessId = process.getuid();  

异步

var fs = require('fs'),  
    processId;  
fs.readdir(".", function (err, filenames) {  
    var i;  
    for (i = 0; i < filenames.length; i++) {  
        console.log(filenames[i]);  
    }  
    console.log("Ready.");  
});  
processprocessId = process.getuid(); 

在同步示例中，处理器等待fs.readdirSync() I/O操作，所以这是需要更改的操作。Node.js中该函数的异步版本是fs.readdir()。它与fs.readdirSync()一样，但是回调函数作为第二个参数。

使用回调函数模式的规则如下：把同步函数换成对应的异步函数，然后把原先在同步调用后执行的代码放在回调函数里面。回调函数中的代码与同步示例中的代码执行一模一样的操作。它把文件名称记录到控制台。它在异步I/O操作返回之后执行。

就像文件名称的记录依赖fs.readdirSync() I/O操作的结果，所列文件数量的记录也依赖其结果。进程编号的存储独立于I/O操作的结果。因而，必须把它们移到异步代码中的不同位置。

规则就是将相关代码移到回调函数中，而独立代码的位置不用管。一旦I/O操作完成，相关代码就被执行，而独立代码在I/O操作被调用之后立即执行。

顺序

同步代码中的标准模式是线性顺序：几行代码都必须下一行接上一行来执行，因为每一行代码依赖上一行代码的结果。在下面示例中，代码首先变更了文件的访问模式(比如Unix chmod命令)，对文件更名，然后检查更名后文件是不是符号链接。很显然，该代码无法乱序运行，不然文件在模式变更前就被更名了，或者符号链接检查在文件被更名前就执行了。这两种情况都会导致出错。因而，顺序必须予以保留。

同步

var fs = require('fs'),  
    oldFilename,  
    newFilename,  
    isSymLink;  
oldFilename = "./processId.txt";  
newFilename = "./processIdOld.txt";  
fs.chmodSync(oldFilename, 777);  
fs.renameSync(oldFilename, newFilename);  
isSymLink = fs.lstatSync(newFilename).isSymbolicLink(); 

异步

var fs = require('fs'),  
    oldFilename,  
    newFilename;  
oldFilename = "./processId.txt";  
newFilename = "./processIdOld.txt";  
fs.chmod(oldFilename, 777, function (err) {     
    fs.rename(oldFilename, newFilename, function (err) {  
        fs.lstat(newFilename, function (err, stats) {  
            var isSymLink = stats.isSymbolicLink();  
        });  
    });  
});  

在异步代码中，这些顺序变成了嵌套回调。该示例显示了fs.lstat()回调嵌套在fs.rename()回调里面，而fs.rename()回调嵌套在fs.chmod()回调里面。