Node.js 回调函数

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，它使得 JavaScript 可以脱离浏览器运行在服务器端。

Node.js 的核心特性之一是其非阻塞 I/O（输入/输出）模型，这使得 Node.js 非常适合处理高并发的网络应用。

Node.js 异步编程的直接体现就是回调。

在 Node.js 中，回调函数是一种异步编程模式，用于处理 I/O 操作，如文件读写、数据库交互、网络请求等，这些操作通常需要花费较长时间，如果采用同步方式，会阻塞整个程序的执行，直到操作完成。

使用回调函数，Node.js 可以在 I/O 操作进行时继续执行其他代码，一旦 I/O 操作完成，再执行回调函数。

Node.js 是单线程的，但通过事件驱动和回调机制实现异步操作。

使用场景

• 读取文件、写入文件等 I/O 操作。
• 处理网络请求。
• 数据库查询。

例如，我们可以一边读取文件，一边执行其他命令，在文件读取完成后，我们将文件内容作为回调函数的参数返回。这样在执行代码时就没有阻塞或等待文件 I/O 操作。这就大大提高了 Node.js 的性能，可以处理大量的并发请求。

回调函数一般作为函数的最后一个参数出现：

function foo1(name, age, callback) { }
function foo2(value, callback1, callback2) { }

实例

阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ，内容如下：

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创建 main.js 文件, 代码如下：

实例

var fs = require("fs");

var data = fs.readFileSync('input.txt');

console.log(data.toString());
console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下：

$ node main.js
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程序执行结束!

非阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ，内容如下：

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创建 main.js 文件, 代码如下：

实例

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
});

console.log("程序执行结束!");

参数解释：

• err 是错误对象，如果读取失败会有值。
• data 是读取的文件内容。

以上代码执行结果如下：

$ node main.js
程序执行结束!
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以上两个实例我们了解了阻塞与非阻塞调用的不同：

• 第一个实例在文件读取完后才执行程序。

• 第二个实例我们不需要等待文件读取完，这样就可以在读取文件时同时执行接下来的代码，大大提高了程序的性能。

因此，阻塞是按顺序执行的，而非阻塞是不需要按顺序的，所以如果需要处理回调函数的参数，我们就需要写在回调函数内。

回调地狱（Callback Hell）

当多个异步操作需要按顺序执行时，回调函数会导致代码嵌套，使得代码难以阅读和维护。

实例

fs.readFile('file1.txt', 'utf8', (err, data1) => {
    if (err) {
        console.error('Error reading file1:', err);
        return;
    }

    fs.readFile('file2.txt', 'utf8', (err, data2) => {
        if (err) {
            console.error('Error reading file2:', err);
            return;
        }

        fs.readFile('file3.txt', 'utf8', (err, data3) => {
            if (err) {
                console.error('Error reading file3:', err);
                return;
            }

            console.log('Data from all files:', data1, data2, data3);
        });
    });
});

为了改善代码的可读性和可维护性，可以使用以下几种方法：

• Promises：Promises 是一种新的异步编程模式，它允许你以链式的方式处理异步操作，避免了回调地狱。
• async/await：基于 Promises，async/await 提供了一种更接近同步代码风格的异步编程方式，使得异步代码更易于理解和维护。
• 事件驱动编程：Node.js 也支持事件驱动编程，通过监听和触发事件来处理异步操作。

1、使用 async/await

async/await 是 ES2017 引入的语法糖，可以让你更方便地处理异步操作，避免回调地狱。

实例

const fs = require('fs').promises;

async function readFiles() {
    try {
        const data1 = await fs.readFile('file1.txt', 'utf8');
        const data2 = await fs.readFile('file2.txt', 'utf8');
        const data3 = await fs.readFile('file3.txt', 'utf8');

        console.log('Data from all files:', data1, data2, data3);
    } catch (err) {
        console.error('Error reading files:', err);
    }
}

readFiles();

2、使用 Promises

Promises 是另一种处理异步操作的方式，可以链式调用 then 方法，避免嵌套回调。

实例

const fs = require('fs').promises;

fs.readFile('file1.txt', 'utf8')
    .then(data1 => {
        console.log('Data from file1:', data1);
        return fs.readFile('file2.txt', 'utf8');
    })
    .then(data2 => {
        console.log('Data from file2:', data2);
        return fs.readFile('file3.txt', 'utf8');
    })
    .then(data3 => {
        console.log('Data from file3:', data3);
    })
    .catch(err => {
        console.error('Error reading files:', err);
    });

调函数是 Node.js 中处理异步操作的一种基本方式，但随着应用复杂性的增加，回调地狱问题会变得越来越明显。通过使用 async/await 或 Promises，可以显著改善代码的可读性和可维护性。