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📒【异步】3. 异步方案之回调的不完美

📒【异步】3. 异步方案之回调的不完美

作者: BubbleM | 来源:发表于2020-07-28 10:56 被阅读0次

    异步进化史

    异步在实现上,依赖一些特殊的语法规则。从整体上来说,异步方案经历了如下的四个进化阶段:

    回调函数 —> Promise —> Generator —> async/await

    其中 Promise、Generator 和 async/await 都是在 ES2015 之后,慢慢发展起来的、具有一定颠覆性的新异步方案。相较于 “回调函数 “时期的刀耕火种而言,具有划时代的意义。

    “回调函数”时期存在的问题

    1. 回调嵌套 -> 理解问题,缺乏顺序性
      场景:根据第一个网络请求的结果,再去执行第二个网络请求;然后根据第二个网络请求的结果执行第三个网络请求... 于是出现了如下的代码,臭名昭著的“回调地狱”现身。
    请求1(function(请求结果1){
        请求2(function(请求结果2){
            请求3(function(请求结果3){
                请求4(function(请求结果4){
                    请求5(function(请求结果5){
                        请求6(function(请求结果3){
                            ...
                        })
                    })
                })
            })
        })
    })
    

    这种嵌套的书写方式,排查问题时我们需要绕过很多障眼法,不断的在函数间跳转,甚至需要花费一些时间去思考真正的执行顺序。嵌套和缩进只是回调地狱的一个梗,它导致的问题远不止嵌套导致的可读性降低。
    大脑对于事情的计划方式时线性的、阻塞的、单线程的语义,但是回调表达异步流程的方式是非线性的、非顺序的,这使得正确推导这样的代码难度很大。难以理解的代码是坏代码,会导致坏bug。 回调地狱带来的负作用有以下几点:

    • 代码臃肿
    • 可读性差
    • 耦合度过高,可维护性差
    • 代码复用性差
    • 容易滋生bug
    • 只能再回调里处理异常

    我们需要一种更同步、更顺序、更阻塞的方式来表达异步,就像我们的大脑一样。

    1. 控制反转 -> 信任问题
      A和B发生于现在,在JavaScript主程序的直接控制之下,而C会延迟到将来发生,并且是在第三方的控制下(多数情况下,是某个第三方提供的工具)。这种控制的转移通常不会给程序带来很多问题。
      我们用回调函数来封装程序中的continuation,然后把回调交给第三方(甚至可能是外部代码),接着期待其能够调用回调,实现正确的功能。这种称为 控制反转 ,就是把自己程序一部分的执行控制交给某个第三方。第三方提供某个工具,你传入回调处理自己的逻辑,由于你的代码和第三方工具之间没有一份明确表达的契约,他们调用你的回调时可能出现一些情况:
    • 调用回调过早
    • 调用回调过晚(或者没有调用)
    • 调用回调的次数太少或太多
    • 没有把所需的环境/参数成功传给你的回调函数
    • 吞掉可能出现的错误或异常
    // A
    ajax("..", function(){
      // C
    });
    // B
    

    对于被传给你无法信任的工具的每个问题,你都将不得不创建大量的混乱逻辑,此时是否更加明白回调地狱是多像地狱了吧!
    回调最大的问题是控制反转,它会导致信任链的完全断裂!

    回调的变体

    回调设计存在几个变体,意在解决前面讨论的一些信任问题(不是全部!)

    分离回调

    为了更优雅地处理错误,有些API设计提供了 分离回调(一个用于成功通知,一个用于出错通知)

    function success(data){
      console.log(data);
    }
    function failure(err){
      console.error(err);
    }
    ajax("http://some.url.1", success, failure);
    

    这种设计,API的出错处理函数 failure() 常常是可选的,如果没有提供的话,就是假定这个错误可以吞掉。ES6 Promise API使用的就是这种分离回调设计

    error-first

    error-first风格 回调模式,也称Node风格,因为几乎所有Node.js API都采用这种风格。
    其中回调的第一个参数保留用作错误对象。如果成功的话,这个参数就会被清空/置假(后续的参数就是成功数据)。如果产生了错误结果,第一个参数就会被置起/置真(通常就不会再传递其他结果)。

    function response(err, data){
      if(err){
        console.error(err)
      }else{
        console.log(data)
      }
    }
    ajax("http://some.url.1", response);
    

    存在问题

    这并没有像表面看上去那样真正解决主要的信任问题,并没有涉及阻止或过滤不想要的重复调用回调的问题。现在事情更糟糕,因为现在你可能同时得到成功或失败的结果,或者都没有,并且你还不得不编码处理这些情况。
    尽管这是可采用的标准模式,但更加冗长和模式化,可复用性不高,还得给应用中的每个回调添加这样的代码。
    🤔️ 如何解决完全不调用的信任问题?设置一个超时来取消事件
    🤔️ 如何解决调用过早的信任问题?永远要异步,创建一个类似于验证概念版本的asyncify()工具

    虽然可以写一些特点逻辑来解决这些信任问题,但其难度高于应有的水平,可能会产生更笨重、更难维护的代码,并且缺少足够的保护,其中的损害要直到你受到bug的影响才会被发现。
    我们需要一个通用的方案来解决这些信任问题。不管我们创建多少回调,这一方案都应可以复用,且没有重复代码的开销。

    异常处理

    try…catch是同步代码,只能捕获“同步代码”中的"运行时异常","同步代码"是无法获取如setTimeout、Promise等异步代码的异常。

    Q:为什么 try...catch 无法直接捕获异步的错误?
    比如执行 fs.readdir 的时候,其实是将回调函数加入任务队列中,代码继续执行,直至主线程完成后,才会从任务队列中选择已完成的任务,并将其加入栈中,此时栈中只有这一个执行上下文,如果回调报错,也无法获取调用该异步操作时的栈中的信息,不容易判定哪里出现了错误。

    因此,要处理 setTimeout 等回调内部的异常,只能将 try-catch 放置到回调内部。

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