異步處理方案系列- 1.callback
引言
異步/異步操作，已經是前端領域一個老生常談的話題.也是做前端開發中經常面臨的一個問題.
然而異步的問題往往比較複雜且難於處理, 特別是異步問題還經常不是單獨出現,往往存在比較多樣的組合關係.
在實際處理中就顯得更加複雜而難於處理. 特別是在 io 操作頻繁，或者 node server 中，經常遇到非常複雜的組合型異步。
舉個業務開發中常見的例子:
eg: 省市縣三級級聯問題
這個問題非常常見, 假設數據量較大, 我們大多數情況下不會一次加載所有的數據, 然後做前端級聯的方案.
而是採取三個數據接口,在下拉改變的時候去動態請求的方式.這就形成一種很常見的多個異步串行的模型.
怎麼處理這樣的問題, 怎麼較好的維護多個異步之間的關係, 怎麼讓代碼正常執行的同時,在邏輯和結構上更可讀呢?
我將會梳理
這幾種處理方式. 加上兩種模式
- 事件監聽
- 訂閱發佈模型
列出一個系列的博客去討論這個問題.
看我們在不同階段, 使用不同技術,如何處理相同的問題. 在不同方案之間橫向對比, 去深入瞭解
技術變遷以及背後的處理思路和邏輯的變化.
callback
什麼是回調呢? 這麼問似乎有點多餘, 每個寫過 javascript 的開發者, 或多或少都會接觸到回調. 回調的使用成本很低,
實現回調函數就像傳遞一般的參數變量一樣簡單.由於函數式編程極好的支持,以至於這項技術使用基本沒有障礙.我們隨手就能寫出一個回調
Ajax.get('http://xxxx', {}, (resp) => {
// .....
})但是呢,要真給回調下一個定義, 也還真不好回答.
我們不妨從一些側面去看看回調
- 回調是一種處理特定問題的模式, 伴隨着函數式編程而生. 函數式編程中很重要的技術之一就是回調函數
- 當一個函數作爲主調函數的參數時, 它往往會在特定的時間和場景(上下文)中執行.
- 執行過程中,回調函數選擇性接收函數內部的數據, 或者狀態(內存), 經過處理選擇性返回,或者改變狀態（hock）.
callback 業務模型
說這麼多, 我們不如從代碼的角度去解決一個串行的異步模型.
爲了說明問題, 我們將問題簡化成 A B C 三個異步(可能是 io, 網絡請求, 或者其他.爲了方面描述, 我們採用 settimeout 來模擬), 這三個異步耗時不確定, 但是必須按照 A B C 的順序處理他們的返回結果.
處理這個問題, 我們基本上有兩種思路:
- 控制異步發出的順序, 在 a 返回之後再發 b 請求, 這樣將問題串行化(省市縣模型中經常需要省的返回值去請求省所對應的市).
- 同時發出異步請求,控制處理的順序.
方案一: 串行化請求
// 模擬 ajax 函數
function ajax(url) {
return function (cb) {
setTimeout(function() {
cb({
url
});
}, Math.random() * 3000);
}
}
// 初始化出三個請求
const A = ajax('/ofo/a');
const B = ajax('/ofo/b');
const C = ajax('/ofo/c');
// 控制請求順序
log('ajax A send...');
A(function (a) {
log('ajax A receive...');
log('ajax B send...');
B(function (b) {
log('ajax B receive...');
log('ajax C send...');
C(function (C) {
log('ajax C receive...');
});
})
})代碼很簡單, 大多是方案也是這麼走的, 因爲 A 的返回值可以作爲 B 的參數.
但是相應的這個模式的總時間必定大於三個請求的時間之和.輸出如下:
ajax A send...
ajax A receive...
ajax B send...
ajax B receive...
ajax C send...
ajax C receive...方案二: 自由請求,串行化處理
是相對不那麼通用的方案, 但是處理沒有直接數據依賴的串行請求非常合適.
// 發送容器
const sender = [];
// 稍作改造
function ajax(url, time) {
return function(cb) {
// 記錄發送順序, 必須有序
sender.push(url);
setTimeout(function() {
const data = {
from: url,
reso: 'ok'
};
// 將 data, 回調傳遞給一個處理函數
dealReceive({url, cb, data});
}, time);
}
}
// 按照順序處理返回結果
// 返回結果容器
const receiver = {};
function dealReceive({url, cb, data}) {
// 記錄返回結果.可以無序
receiver[url] = {cb, data};
for (var i = 0; i < sender.length; i++) {
let operate = receiver[sender[i]];
if(typeof operate === 'object') {
operate.cb.call(null, operate.data);
} else {
return;
}
}
}
// 手動模擬出請求時間, A 最耗時.b 最快, 更好說明問題
const A = ajax('/ofo/a', 4000);
const B = ajax('/ofo/b', 600);
const C = ajax('/ofo/c', 2000);
// 注意我們的調用方式 是沒有任何控制的
// A,B,C 依次發出. 還可以按照這個順序處理 A,B,C 的返回值
A(function (a) {
log(a);
});
B(function (b) {
log(b);
});
C(function (c) {
log(c);
});
輸出:
{"from":"/ofo/a","reso":"ok"}
{"from":"/ofo/b","reso":"ok"}
{"from":"/ofo/c","reso":"ok"}這種方案總耗時基本上是耗時最長的 ajax 的耗時。
值得注意的是, A,B,C 的調用上沒有做任何控制. A 最耗時, 但是要最最先處理 A 的返回數據.
實現這一點的關鍵就在於我們 dealReceive 有個輪詢, 這個輪詢不是定時觸發的,而是每當請求回來時, 觸發輪詢. 整個過程輪詢 3 次.
基本上 callback 處理組合異步模型的思路說完了.串行是容易處理的一種模型, 如果出現 c 依賴 a,b 都正確返回的模型時, 基本上我們暴力一點就是轉化爲串行關係. 儘管 a, b 沒有關係.
或者呢我們就在 a, b 的回調裏做標誌位. 和 dealReceive 類似.
單個異步不需要有太多處理, callback 的一些細節也不做討論. 主要討論是回調在實際場景中的處理問題方案
回調兩面性
我們還是落入俗套的分析一下回調的優缺點.其實主要是缺點.
- 優點: 使用成本低, 處理簡單問題非常方便.能夠拿到主調函數內部的環境.等等.
- 大多數人認爲的缺點:
- 回調很 low: 可能是因爲, 實現回調函數就像傳遞一般的參數變量一樣簡單.由於函數式編程極好的支持,以至於這項技術使用基本沒有障礙.也沒有比較嚴格的模式要求.大家習以爲常了.
- 回調地獄(代碼橫向發展): 其實這並不是回調的錯. 當我們遇到回調無底洞的時候，也無需驚慌,其實這根本不是什麼問題, 因爲同樣有協程和 monad 無底洞。因爲如果你把任何一個抽象使用地足夠頻繁的話，都同樣會創造一個無底洞。
使用回調上的建議: 沒有使用障礙導致回調的濫用, 大部分問題都用了簡單的回調堆疊來解決. 實際上我們有很多基於回調的模式可以避免這些問題.比如: cps, cps 進一步轉化爲 thunk.等等.
這樣看來, 回調沒有缺點, 是這樣麼? 不是的. 回調有非常致命的機制上的缺點, 這個問題可能在 node 中爆發，除非自身改變，或者被吃掉。
所謂的機制就是：你可能在用回調處理複雜問題的時候,對自己能力產生懷疑,這些異步之間的關係是那麼難以梳理清晰,而又難以寫出容易維護的代碼.
其實這都不是你的錯.
- 使用回調處理異步往往意味着,你捨棄了返回值,而使用回調接收異步操作結果. 而這正是用回調風格來編程會很困難的根本原因: 回調風格不返回任何值，所以難以組合[函數式編程中函數有良好的輸入和輸出是函數可以組合的根本]。
- 一個沒有返回值的函數執行的效果其實是利用它的副作用
- 一個沒有返回值和利用副作用的函數其實就是一個黑洞。
- 所以，使用回調風格來編程無法避免會是指令式的，它實際上是通過把一系列嚴重依賴於副作用的操作安排好執行順序，而不是通過函數的調用來把輸入輸出值對應好。如果你是通過回調組織程序執行流程, 而不是靠理順值的關係來解決問題的, 是很難編寫出正確的並行程序
- 這種問題也間接的導致了回調難於調試,定位問題和維護.
最終的結果就是: 你崩潰了
注：系列博客陸續推出，稍安勿躁。