Node.js 基于 JavaScript 引擎 v8，是單線程的。Node.js 采用了與通常 Web 上的 JavaScript 異步編程的方式來處理會造成阻塞的I/O操作。在 Node.js 中讀取文件、訪問數據庫、網絡請求等等都有可能是異步的。對于 Node.js 新人或者從其他語言背景遷移到 Node.js 上的開發者來說，異步編程是比較痛苦的一部分。本章將由淺入深為大家講解 Node.js 異步編程的方方面面。從最基礎的 callback 到 thunk、Promise、co 直到 ES7 計劃的 async/await。

首先我們先從一個具體的異步編程的例子說起。

獲取多個 ip 所在地的天氣信息

在 ip.json 這個文件中，有一個數組我們存放了若干個 ip 地址，分別來自不同的地方的不同訪問者，內容如下：
代碼如下:
// ip.json
["115.29.230.208", "180.153.132.38", "74.125.235.224", "91.239.201.98", "60.28.215.115"]

希望可以每一個 ip 所在地當前的天氣。將結果輸出到 weather.json 這個文件中各式如下：
代碼如下:
// weather.json
[
{ "ip": "115.29.230.208", "weather": "Clouds", "region": "Zhejiang" },
{ "ip": "180.153.132.38", "weather": "Clear", "region": "Shanghai" },
{ "ip": "74.125.235.224", "weather": "Rain", "region": "California" },
{ "ip": "60.28.215.115", "weather": "Clear", "region": "Tianjin" }
]

整理思路，我們分成以下幾步來完成：

1.讀取 ip 地址；
2.根據 ip 地址獲取 ip 所在地的地理位置；
3.根據地理位置查詢當地的天氣；
4.將結果寫入到 weather.json 文件中。

這些步驟都是異步的（讀寫文件可以同步，但作為示例，都用異步）。

callback

首先我們嘗試不借助任何庫，試著以 Node.js API 通常提供的方式——專遞一個 callback 作為異步回調——來實現。我們將借助三個基礎模塊：

1.fs：從文件 ip.json 讀取 IP 列表；把結果寫入到文件中；
2.request：用來發送 HTTP 請求，根據 IP 地址獲取 geo 數據，再通過 geo 數據獲取天氣數據；
3.querystring：用來組裝發送請求的 url 參數。

新建一個 callback.js 文件，引入這幾個模塊：
代碼如下:
// callback.js
var fs = require('fs')
var request = require('request')
var qs = require('querystring')

讀取文件中的 IP 列表，調用 fs.readFile 讀取文件內容，再通過 JSON.parse 來解析 JSON 數據：
代碼如下:
...
function readIP(path, callback) {
fs.readFile(path, function(err, data) {
if (err) {
callback(err)
} else {
try {
data = JSON.parse(data)
callback(null, data)
} catch (error) {
callback(error)
}
}
})
}
...

接著就是使用 IP 來獲取geo，我們使用 request 來請求一個開放的 geo 服務：
代碼如下:
...
function ip2geo(ip, callback) {
var url = 'http://www.telize.com/geoip/' + ip
request({
url: url,
json: true
}, function(err, resp, body) {
callback(err, body)
})
}
...

使用 geo 數據來獲取 weather：
代碼如下:
...
function geo2weather(lat, lon, callback) {
var params = {
lat: lat,
lon: lon,
APPID: '9bf4d2b07c7ddeb780c5b32e636c679d'
}
var url = 'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?' + qs.stringify(params)
request({
url: url,
json: true,
}, function(err, resp, body) {
callback(err, body)
})
}
...

現在我們已經獲取 geo、獲取 weather 的接口，接下來我們還有稍微復雜的問題要處理，因為 ip 有多個，所以我們需要并行地去讀取 geo 已經并行地讀取 weather 數據：
代碼如下:
...
function ips2geos(ips, callback) {
var geos = []
var ip
var remain = ips.length
for (var i = 0; i < ips.length; i++) {
ip = ips[i];
(function(ip) {
ip2geo(ip, function(err, geo) {
if (err) {
callback(err)
} else {
geo.ip = ip
geos.push(geo)
remain--
}
if (remain == 0) {
callback(null, geos)
}
})
})(ip)
}
}

function geos2weathers(geos, callback) {
var weathers = []
var geo
var remain = geos.length
for (var i = 0; i < geos.length; i++) {
geo = geos[i];
(function(geo) {
geo2weather(geo.latitude, geo.longitude, function(err, weather) {
if (err) {
callback(err)
} else {
weather.geo = geo
weathers.push(weather)
remain--
}
if (remain == 0) {
callback(null, weathers)
}
})
})(geo)
}
}
...

ips2geos 和 geos2weathers 都使用了一種比較原始的方法，remain 來計算等待返回的個數，remain 為 0 表示并行請求結束，將處理結果裝進一個數組返回。

最后就是將結果寫入到 weather.json 文件中：
代碼如下:
...
function writeWeather(weathers, callback) {
var output = []
var weather
for (var i = 0; i < weathers.length; i++) {
weather = weathers[i]
output.push({
ip: weather.geo.ip,
weather: weather.weather[0].main,
region: weather.geo.region
})
}
fs.writeFile('./weather.json', JSON.stringify(output, null, ' '), callback)
}
...

組合上面這些函數，我們就可以實現我們的目標：
代碼如下:
...
function handlerError(err) {
console.log('error: ' + err)
}

readIP('./ip.json', function(err, ips) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
ips2geos(ips, function(err, geos) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
geos2weathers(geos, function(err, weathers) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
writeWeather(weathers, function(err) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
console.log('success!')
}
})
}
})
}
})
}
})

哈哈，你媽這嵌套，你可能覺得這就是 JavaScript 異步的問題，說真的，嵌套不是 JavaScript 異步的真正問題所在。上面這段代碼我們可以下面這樣寫：
代碼如下:
...
function ReadIPCallback(err, ips) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
ips2geos(ips, ips2geosCallback)
}
}

function ips2geosCallback(err, geos) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
geos2weathers(geos, geos2weathersCallback)
}
}

function geos2weathersCallback(err, weathers) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
writeWeather(weathers, writeWeatherCallback)
}
}

function writeWeatherCallback(err) {
if (err) {
handlerError(err)
} else {
console.log('success!')
}
}

readIP('./ip.json', ReadIPCallback)

好了，這是我們 callback.js 的全部內容。運行：
代碼如下:
node callback.js

將會生成 weater.json 文件：
代碼如下:
[
{
"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"
}
]

那正真的問題是什么？

當然是異步的問題啦，異步本質上要處理三個事情：

1.異步操作什么時候結束，需要通知回來，Callback 是一種方案；
2.異步產生的結果需要傳遞回來，Callback 接受一個 data 參數，把數據傳回來；
3.異步如果出錯了怎么辦？Callback 接受 一個 err 參數，把錯誤傳回來。

但有沒有發現好多重復的工作（各種 callback）？上面的這些代碼有什么問題么？請大家期待本文的續篇。

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