JavaScript 异步操作之回调函数

Posted 2021-10-15 江湖十年

本文试图尝试站在初学 异步 编程的角度来解释什么是 回调函数。

同步和异步

在介绍 回调函数 之前，先来看两个概念 同步 和 异步。

同步 行为通常指代码从上到下一行一行的顺序执行，后面的代码总是在前面的代码执行完成以后才会执行。

同步 操作的例子如下：

let a, b;
function foo() {
    a = 1;
}
foo();
b = a + 1;
console.log(b); //2

由于代码顺序执行，先调用函数 foo();，后执行 b = a + 1;，所以在执行 b = a + 1; 时，a 的值一定已经被确定为 1 了，可以立即使用，变量 b 最终结果为 2。

异步 行为则指代码并非按照顺序执行，后面的代码不一定总是在前面的代码执行完成以后才会执行。

异步 操作的例子如下：

let a, b;
function foo() {
    a = 1;
}
setTimeout(foo, 1000); //1 秒以后再调用 foo()
b = a + 1;
console.log(b); //NaN

这里没有显式的调用 foo()，而是将函数名 foo 传递给 setTimeout，javascript 运行时在 1 秒以后会自动调用 foo()。

首先代码依然顺序执行，当执行到 setTimeout(foo, 1000); 时，JavaScript 主线程发现这是一个将要异步执行的任务，就会将 foo() 放入 任务队列 然后继续执行下面的同步代码 b = a + 1;，当 b = a + 1; 执行完毕，所有同步代码都被执行完成，此时 JavaScript 主线程再去 任务队列 中取出需要执行的任务来执行，也就是 1 秒后执行 foo()。

因为 b = a + 1; 先于 foo() 执行，所以这段异步操作执行后，变量 b 最终结果为 NaN。

回调函数

介绍了 同步 和 异步 的概念，我们再来看下何为 回调函数。

在 异步 操作示例中，setTimeout(foo, 1000); 这句代码中的 foo 就可以被称作 回调函数。所谓 回调函数，就是被主线程放入到 任务队列 中的代码，这段代码通常以函数为单位，并且等到所有 同步 代码执行完成以后才会被执行。

所以上面的 异步 操作示例程序如果想得到与 同步 操作一样的结果，就得改成这样：

let a, b;
function foo() {
    a = 1;
    b = a + 1;
    console.log(b); //2
}
setTimeout(foo, 1000); //1 秒以后再调用 foo()

因为计算 b 的值时依赖 a 的值，而 a = 1; 是在 回调函数 中执行的，也就是说所有 同步 代码执行完成以后才会执行 回调函数 中的 异步 代码，所以 b = a + 1; 也要移动到 回调函数 中。回调函数 中的代码也是顺序执行的，所以 b = a + 1; 语句要放在 a = 1; 语句之后。这样就能使变量 b 最终结果为 2。

回调函数应用

在 JavaScript 编程中，AJAX 操作可以说是非常常见的 异步 操作场景了。如果你不了解 AJAX 的概念，那么我强烈建议你学习一下。

以下是一个使用 jQuery 发送 AJAX 请求的示例：

function handleSuccess(res) {
    console.log(res);
}

function handleError(xhr) {
    console.log(xhr.status);
}

$.ajax({
    type: \'GET\',
    url: \'http://localhost:3000/\',
    success: handleSuccess,
    error: handleError
});

其中 success 注册请求成功的 回调函数 handleSuccess，error 注册请求失败的 回调函数 handleError。

当 AJAX 请求成功并得到响应，JavaScript 运行时会自动调用 handleSuccess，请求失败则自动调用 handleError。

这里使用 回调函数 的目的，就是为了 异步 处理请求结果。因为发送 AJAX 请求是一个比较耗时的操作，如果 同步 处理，则会大大降低 JavaScript 运行效率。当 AJAX 请求发出以后，我们并不知道何时获得响应，所以采用 异步 编程的方式，将处理响应的代码注册为 回调函数。

可以发现，回调函数 和 异步 密不可分，回调函数 的概念只会出现在 异步 编程中，同步 编程是没有必要存在 回调函数 的。

P.S.

文中对 JavaScript 异步 执行机制描述并不准确，要想理解 JavaScript 异步 执行机制则必须要学习 Event Loop。本文并不想引入太多复杂的概念，只想让初学 异步 编程的人能够快速理解什么是 回调函数。

如果你是一个 JavaScript 开发者，那么本文到此就结束了。如果你恰巧也是一个 Python 开发者，你还可以继续看下去。

对于写过 Python 爬虫的人来说，一定听说过 Scrapy 这个非常有名的爬虫框架，你可能在 Scrapy 项目的 spider 文件中见到过如下类似的代码：

class DoubanSpider(scrapy.Spider):
    name = \'douban\'
    allowed_domains = [\'movie.douban.com\']

    def start_requests(self):
        for i in range(0, 10):
            url = f\'https://movie.douban.com/top250?start={i * 25}\'
            yield scrapy.Request(url=url, callback=self.parse)

其中 callback=self.parse 就是将 self.parse 注册为 回调函数。因为 Scrapy 是一个 异步 爬虫框架，当 scrapy.Request 发出请求以后，程序并不会阻塞，而当请求成功并得到响应时，Scrapy 会自动调用我们注册的 回调函数 self.parse，这与 jQuery 的 AJAX 如出一辙。

在用 Python 编程时，大部分时间都在写 同步 代码，所以很多初学者在初次接触 异步 编程时会感到不适应。当你在学习一门编程语言中陷入困惑，也许可以在其他编程语言中找到灵感。

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