走近Node.js的异步代码设计(1)(2)

并行处理

异步代码特别适合操作I/O操作的并行处理：代码的执行并不因I/O调用的返回而受阻。多个I/O操作可以并行开始。在下面示例中，某个目录中所有文件的大小都在循环中累加，以获得那些文件占用的总字节数。使用异步代码，循环的每次迭代都必须等到获取单个文件大小的I/O调用返回为止。

异步代码允许快速连续地在循环中开始所有I/O调用，不用等结果返回。只要其中一个I/O操作完成，回调函数就被调用，而该文件的大小就可以添加到总字节数中。

唯一必不可少的有一个恰当的停止标准，它决定着我们完成处理后，就计算所有文件的总字节数。

同步

var fs = require('fs');  
function calculateByteSize() {  
    var totalBytes = 0,  
        i,  
        filenames,  
        stats;  
    filenames = fs.readdirSync(".");  
    for (i = 0; i < filenames.length; i ++) {  
        stats = fs.statSync("./" + filenames[i]);  
        totalBytes += stats.size;  
    }  
    console.log(totalBytes);  
}  
 
 
 
calculateByteSize(); 

异步

var fs = require('fs');  
var count = 0,  
    totalBytes = 0;  
function calculateByteSize() {  
    fs.readdir(".", function (err, filenames) {  
        var i;  
        count = filenames.length;  
        for (i = 0; i < filenames.length; i++) {  
            fs.stat("./" + filenames[i], function (err, stats) {  
                totalBytes += stats.size;  
                count--;  
                if (count === 0) {  
                    console.log(totalBytes);  
                }  
            });  
        }  
    });  
}  
calculateByteSize(); 

同步示例简单又直观。在异步版本中，第一个fs.readdir()被调用，以读取目录中的文件名称。在回调函数中，针对每个文件调用fs.stat()，返回该文件的统计信息。这部分不出所料。

值得关注的方面出现在计算总字节数的fs.stat()回调函数中。所用的停止标准是目录的文件数量。变量count以文件数量来初始化，倒计数回调函数执行的次数。一旦数量为0，所有I/O操作都被回调，所有文件的总字节数被计算出来。计算完毕后，字节数可以记录到控制台。

异步示例有另一个值得关注的特性：它使用闭包(closure)。闭包是函数里面的函数，内层函数访问外层函数中声明的变量，即便在外层函数已完成之后。fs.stat()回调函数是闭包，因为它早在fs.readdir()回调函数完成后，访问在该函数中声明的count和totalBytes这两个变量。闭包有关于它自己的上下文。在该上下文中，可以放置在函数中访问的变量。

要是没有闭包，count和totalBytes这两个变量都必须是全局变量。这是由于fs.stat()回调函数没有放置变量的任何上下文。calculateBiteSize()函数早已结束，只有全局上下文仍在那里。这时候闭包就能派得上用场。变量可以放在该上下文中，那样可以从函数里面访问它们。

代码复用

代码片段可以在JavaScript中复用，只要把代码片段包在函数里面。然后，可以从程序中的不同位置调用这些函数。如果函数中使用了I/O操作，那么改成异步代码时，就需要某种重构。

下面的异步示例显示了返回某个目录中文件数量的函数countFiles()。countFiles()使用I/O操作fs.readdirSync() 来确定文件数量。span style="font-family: courier new,courier;">countFiles()本身被调用，使用两个不同的输入参数：

同步

var fs = require('fs');  
var path1 = "./",  
    path2 = ".././";  
function countFiles(path) {  
    var filenames = fs.readdirSync(path);  
    return filenames.length;  
}  
console.log(countFiles(path1) + " files in " + path1);  
console.log(countFiles(path2) + " files in " + path2); 

异步

var fs = require('fs');  
var path1 = "./",  
    path2 = ".././",  
    logCount;  
function countFiles(path, callback) {  
    fs.readdir(path, function (err, filenames) {  
        callback(err, path, filenames.length);  
    });  
}  
logCount = function (err, path, count) {  
    console.log(count + " files in " + path);  
};  
countFiles(path1, logCount);   
countFiles(path2, logCount);  

把fs.readdirSync()换成异步fs.readdir()迫使闭包函数cntFiles()也变成异步，因为调用cntFiles()的代码依赖该函数的结果。毕竟，只有fs.readdir()返回后，结果才会出现。这导致了cntFiles()重构，以便还能接受回调函数。整个控制流程突然倒过来了：不是console.log()调用cntFiles()，cntFiles()再调用fs.readdirSync()，在异步示例中，而是cntFiles()调用fs.readdir()，然后cntFiles()再调用console.log()。

结束语

本文着重介绍了异步编程的一些基本模式。将思路转变到异步编程绝非易事，需要一段时间来适应。虽然难度增加了，但是获得的回报是显著提高了并发性。结合JavaScript的快速周转和易于使用等优点，Node.js中的异步编程有望在企业应用市场取得进展，尤其是在新一代高度并发性的Web 2.0应用程序方面。

原文：http://shinetech.com/thoughts/thought-articles/139-asynchronous-code-design-with-nodejs