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异步编程

异步编程

作者: Upcccz | 来源:发表于2019-11-25 23:28 被阅读0次

函数式编程

在JavaScript中,函数作为一等公民,使用上十分自由,无论调用它,或者作为参数,或者作为返回值均可。

高阶函数

高阶函数是可以把函数作为参数,或是将函数作为返回值的函数。函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式,是JavaScript异步编程的基础。

变量指向函数,函数名也是变量。

function foo(x, bar) {
  return bar(x);
}

对于相同的foo()函数,传入的bar参数不同,则可以得到不同的结果。这这里可以看出高阶函数的灵活性,结合Node提供的最基本的事件模块可以看到,事件的处理方式正是基于高阶函数的特性来完成的,在自定义事件实例中,通过为相同事件注册不同的回调函数,可以很灵活地处理业务逻辑。

var emitter = new events.EventEmitter();
emitter.on('event_foo', function(){
  // todo something
})

偏函数用法

var toString = Object.prototype.toString;

var isString = function (obj) {
  return toString.call(obj) == '[object String]';
}

var isFunction = function (obj) {
  return toString.call(obj) == '[object Function]';
}

// 改写为

var isType = function(type) {
  return function(obj) {
    return toString.call(obj) == `[object ${type}]`
  }
}

var isString = isType('String')
var isFunction = isType('Function')

这种通过指定部分参数来产生一个新的定制函数的形式就是偏函数应用。

固定一个函数的一些参数,然后产生另一个更小元的函数。

什么是元?元是指函数参数的个数,比如一个带有两个参数的函数被称为二元函数。

函数柯里化

柯里化是将一个多参数函数转换成多个单参数函数,也就是将一个 n 元函数转换成 n 个一元函数。

接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数的函数,返回接受处理余下的参数且返回结果的新函数。

// 示意而已
function ajax(type, url, data) {
  var xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open(type, url, true);
  xhr.send(data);
}

// 虽然 ajax 这个函数非常通用,但在重复调用的时候参数冗余
ajax('POST', 'www.test.com', "name=kevin")
ajax('POST', 'www.test2.com', "name=kevin")
ajax('POST', 'www.test3.com', "name=kevin")

// 利用 curry
var ajaxCurry = curry(ajax);

// 以 POST 类型请求数据
var post = ajaxCurry('POST');
post('www.test.com', "name=kevin");

// 以 POST 类型请求来自于 www.test.com 的数据
var postFromTest = post('www.test.com');
postFromTest("name=kevin");

可以理解为:参数复用。本质上是降低通用性,提高适用性。

var person = [{name: 'kevin'}, {name: 'daisy'}]

var name = person.map(function (item) {
    return item.name;
})

// 使用curry
var prop = curry(function (key, item) {
    return item[key]
});

var name = person.map(prop('name'))


// prop('name') 此时就是
function (item) {
  return item['name'];
}
function curry(fn, args) {
  var length = fn.length;
  args = args || [];

  return function(...innerArgs) {
    var _args = [...args, ...innerArgs];

    if (_args.length < length) {
      return curry.call(this, fn, _args);
    }
    return fn.apply(this, _args);
  }
}

var curry = fn => judge = (...args) => args.length === fn.length ? fn(...args) : (...remainingArg) => judge(...args, ...remainingArg);

异步编程的优势和难点

优势

Node带来的最大特性莫过于基于事件驱动的非阻塞I/O模型,非阻塞I/O可以使CPU和I/O并不相互依赖等待,让资源得到更好的应用。

Node实现异步I/O的原理:利用时间循环的方式,JavaScript线程像一个分配任务和处理结果的大管家,I/O线程池里的各个I/O线程都是小二,负责完成分配来的任务,小二和管家之间互不依赖,所以可以保持整体的高效率。

这个模型的缺点则在于管家无法承担过多的细节性任务,如果承担太多,则会影响任务的调度。由于事件循环模型需要应对海量请求,海量请求同时作用于在单线程上,就需要放置任何一个计算耗费过多的CPU时间片,至于是计算密集型还是I/O密集型,只要不影响异步I/O的调度,那就不构成问题。

难点1:异常处理

异步I/O的实现主要包含两个阶段,提交请求和处理结果,这两个阶段中间有事件循环,两者彼此不关联,异步方法则通常在第一个阶段提交请求后立即返回,因此异常并不一定发生在这个阶段,所以如果使用try/catch包裹提交请求这一阶段,那么对处理结果的callback执行时抛出的异常将无能为力。

Node在处理异常上形成了一种约定,将异常作为回调函数的第一个实参传回,如果为空值,则表明异步调用没有异常抛出。

在我们执行编写的异步方法上,也需要去遵循这样一些原则:

原则一:必须执行调用者传入的回调函数

原则二:正确传递回异常功调用者判断

var asynsFn = function(callback) {
  try {
    // do something
    var result = xxx;
  } catch(err) {
    err.status = 400;
    return callback(err);
  }
  callback(null, result)
}

难点2:嵌套过深

对于Node而言,事务中存在多个异步调用的场景比比皆是,如果操作存在依赖关系,那么函数嵌套行为情有可原,如果操作不存在依赖关系,那么在一个异步调用的回调中调用另外一个异步的操作也应该尽量避免(如下例),因为这没有利用好异步I/O带来的并行优势。

fs.readFile(template_path, 'utf8', function (err, template) { 
  db.query(sql, function (err, data) {
    l10n.get(function (err, resources) { 
      // TODO
    });
  });
});

Node提供了绝大部分的异步API和少量的同步API,那么回调也必不可少,编写代码时不注意就很可能会造成过深的嵌套。

难点3:阻塞代码

在JavaScript中没有sleep()这样的线程沉睡功能,所以多半开发者会写出下述这样的代码来实现sleep(1000)的效果

var start = new Date();
while (new Date() - start < 1000) {
}
// TODO 需要阻塞的代码

但是事实是糟糕的,这段代码会持续占用CPU进行判断,与真正的线程沉睡相去甚远,完全破坏了事件循环的调度,由于Node单线程的原因,CPU资源全都会用于为这段代码服务,导致其余任何请求都会得不到响应,所以在这种情况下,使用setTimeout()的效果会更好。

难点4:多线程编程

在浏览器中的单线程指的是JavaScript执行线程与UI渲染共用的一个线程,在Node中,只是没有UI渲染部分,模型基本相同。

对于服务器端而言,如果服务器是多核CPU,单个Node进程实质上是没有充分利用多核CPU的,随着业务的复杂化,浏览器提出了Web Workers,它将通过将JavaScript执行与UI渲染分离,可以很好的利用多核CPU为大量计算服务。同时前端Web Workers也是一个利用消息机制合理使用多核CPU的理想模型。

Node借鉴了这个模式,child_process是其基础API,cluster模块是更深层次的应用,因此,如果使用这种模型,开发人员需要更多地去面临跨线程的编程,这对于以往的JavaScript编程经验是较少考虑的。

难点5:异步转同步

Node的异步API占了绝大部分,偶尔出现的同步需求将会因为没有同步API让开发者无所适从,目前,Node中试图同步式编程,但并不能得到原生支持,需要借助库或者编译手段来实现,但对于异步调用,通过良好的流程控制,还是能够将逻辑梳理成顺序式的形式。

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