Node.js 异步编程之 Callback介绍（一）

Node.js，基于强大的JavaScript引擎V8，虽然单线程运行，却通过异步编程的方式巧妙地处理了可能导致阻塞的I/O操作。在Node.js的广阔天地里，无论是文件读取、数据库访问还是网络请求，都可能涉及异步操作。对于那些刚踏入Node.js领域的开发者，或是从其他语言背景迁移过来的开发者来说，异步编程无疑是一大挑战。为此，本章将带领大家由浅入深，全面Node.js异步编程的奥秘，从基础的Callback开始，逐步了解Thunk、Promise、co，直至ES7计划的async/await。

让我们从一个具体的异步编程实例说起。

获取多个IP所在地的天气信息

设想我们有一个`ip.json`文件，其中存储了来自不同地方的不同访问者的IP地址。我们希望获取每个IP所在地当前的天气信息，并将结果输出到`weather.json`文件中。为了实现这一目标，我们需要分几个步骤进行，而这些都是异步操作。

我们需要读取IP地址。接下来，根据IP地址获取地理位置，再根据地理位置查询当地的天气。将结果写入到`weather.json`文件中。

为了实现这一功能，我们不依赖任何库，尝试以Node.js通常提供的方式——通过传递一个callback作为异步回调来实现。在此过程中，我们将使用三个基础模块：

1. fs模块：用于从`ip.json`文件读取IP列表，以及将结果写入文件中；

2. request模块：用于发送HTTP请求，根据IP地址获取geo数据，再通过geo数据获取天气数据；

3. querystring模块：用于组装发送请求的URL参数。

现在，我们将深入Callback在Node.js异步编程中的应用。通过实际的代码示例和详细的解释，帮助大家理解Callback的原理、用法以及注意事项。在下一篇文章中，我们将继续其他异步编程模式，如Promise、async/await等，帮助大家更全面地掌握Node.js异步编程的知识。敬请期待！在全新的 `callback.js` 文件中，我们引入了三个核心模块：文件系统 `fs`，请求模块 `request` 以及查询字符串模块 `querystring`。此文件的主要任务是处理 IP 地址相关的地理和天气信息获取。

我们需要从文件中读取 IP 地址列表。利用 `fs.readFile` 方法读取文件内容，再通过 `JSON.parse` JSON 格式的数据。这个过程被封装在 `readIP` 函数中，确保读取过程的流畅性和错误处理。

接下来，我们利用每个 IP 地址获取其地理数据。通过 `request` 模块向一个开放的地理信息服务发送请求。这个过程被详细描绘在 `ip2geo` 函数中。

获取到地理数据后，我们进一步获取天气数据。使用地理数据中的纬度和经度，结合一个开放天气接口的 API，通过 `request` 模块发送请求获取天气信息。这个过程被封装在 `geo2weather` 函数中。

现在，我们面临一个挑战：由于有多个 IP 地址，我们需要并行地处理地理和天气数据的获取。为此，我们编写了 `ips2geos` 和 `geos2weathers` 这两个函数。它们使用了一种并行处理的方法，通过 `remain` 变量来计数等待响应的数量，当所有请求都完成时，将处理结果以数组的形式返回。

整个流程如下：首先读取 IP 列表，然后对每个 IP 并行获取地理数据，再对每份地理数据并行获取天气数据。这样，我们可以高效地获取所有 IP 地址的地理和天气信息。

```javascript

// 导入必要的模块

const fs = require('fs');

const readIP = require('./readIP'); // 假设这是一个读取 IP 的函数

const ips2geos = require('./ips2geos'); // 假设这是一个将 IP 转换为地理位置的函数

const geos2weathers = require('./geos2weathers'); // 假设这是一个获取天气信息的函数

// 定义错误处理函数

function handleError(err) {

console.log('error: ' + err);

}

// 主流程函数，以链式方式调用各个函数

function processData() {

readIP('./ip.json', readIPCallback); // 开始读取 IP 数据

}

// 回调函数链的起始部分

function readIPCallback(err, ips) {

if (err) {

handleError(err);

} else {

ips2geos(ips, getGeoData); // 调用下一个函数处理地理位置信息

}

}

// 处理地理位置信息的函数

function getGeoData(err, geos) {

if (err) {

handleError(err);

} else {

geos2weathers(geos, getWeatherData); // 继续处理天气信息

}

}

// 处理天气数据的函数，并写入文件

function getWeatherData(err, weathers) {

if (err) {

handleError(err);

} else {

writeWeatherToFile(weathers); // 将天气数据写入文件并结束流程

}

}

// 将天气数据写入文件的函数，并在完成后输出成功信息

function writeWeatherToFile(weathers) {

const output = weathers.map(weather => ({

ip: weather.geo.ip,

weather: weather.weather[0].main,

region: weather.geo.region,

}));

fs.writeFile('./weather.json', JSON.stringify(output, null, ' '), err => {

if (err) {

handleError(err); // 如果写入文件出错，则处理错误

} else {

console.log('成功!'); // 文件写入成功，输出成功信息

}

});

}

// 启动主流程函数

processData(); // 从这里开始执行整个流程，读取 IP 数据并处理后续任务。无需再手动调用每个回调函数。这样可以使代码更加简洁和直观。在实际使用中可以根据需求对错误处理和回调函数的命名进行调整。这个结构可以更好地扩展和修改代码的功能，同时保持代码的清晰和可读性。通过适当的注释和文档说明，可以更好地理解代码的逻辑和功能。这样可以使代码更易于维护和理解。异步编程的世界：从Callback到未来的超越

当您在终端输入 `node callback.js`，一个神奇的转变即将发生。一个名为 `weather.json` 的文件悄然生成，其中蕴含着各地的天气信息。

让我们深入这个文件的内容：

```json

[

{

"ip": "180.153.132.38",

"weather": "Clear",

"region": "Shanghai"

},

{

"ip": "91.239.201.98",

"weather": "Clouds"

},

{

"ip": "60.28.215.115",

"weather": "Clear",

"region": "Tianjin"

},

{

"ip": "74.125.235.224",

"weather": "Clouds",

"region": "California"

},

{

"ip": "115.29.230.208",

"weather": "Clear",

"region": "Zhejiang"

}

]

```

这只是一个静态的天气预报，但在现实开发中，我们经常要面对异步的挑战。真正的挑战在于如何处理异步操作？如何优雅地解决异步带来的问题？这正是我们深入的话题。那么，真正的问题是什么呢？那就是异步处理的核心问题。异步操作涉及到三个核心问题：何时结束、如何传递结果以及出错如何处理。对于这三个问题，Callback 是一种解决方案。Callback 可以通知我们何时完成操作，通过传递一个 data 参数来传递结果，以及一个 err 参数来处理可能出现的错误。当我们面对复杂的异步操作时，可能会发现许多重复的工作（各种callback）。我们的代码是否有类似的问题呢？是否需要更优雅的解决方案？这些问题将在本文的续篇中详细解答。让我们一起期待更多的可能性。请不要忘记在每次的操作之后执行 `cambrian.render('body')` 以确保界面的实时更新和展示。在这个充满挑战和机遇的时代，让我们一起异步编程的无限可能！