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由NodeJieba谈谈Node.js异步实现

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有些人刚接触 Node.js 的时候，都会以为异步是多么高深莫测的技术。所以在此结合 NodeJieba 代码(加上详细注释)说说 Node.js 异步实现原理，你就会发现异步其实原理很通俗易懂。

示例代码来自 mix_segment.cpp 和 mix_segment.h 。

在 NodeJieba 里面有个异步调用函数 cut(arg1, arg2) ，arg1 是一个待切词的字符串，arg2 就是切完词后调用的回调函数。

NAN_METHOD (cut) {
    NanScope(); // 不用管这行
    if (args.Length() == 2){ // 检查参数个数是否正确。
        string inputStr = ValueToString(args[0]); // 参数1是是待切词的字符串
        Local<Function> callback = args[1].As<Function>(); // 参数2是回调函数

        NanCallback* nanCallback = new NanCallback(callback); // 格式转换，不用管。

        // 重点是以下两行，下文详细分析。
        CutWorker* worker = new CutWorker(nanCallback, inputStr); 
        NanAsyncQueueWorker(worker); 
    }
    else {
        NanThrowTypeError("argc must equals to 2");
    }
    NanReturnUndefined();
}

整个过程的重点是以下两行：

CutWorker* worker = new CutWorker(nanCallback, inputStr); 
NanAsyncQueueWorker(worker);

先说说 CutWorker 是什么？以下是 CutWorker 的类定义

class CutWorker : public NanAsyncWorker {
    public:
        // 注意到构造函数主要初始化两个私有参数。
        CutWorker(NanCallback *callback, const string& s) 
            : NanAsyncWorker(callback), inputStr(s) {}

        ~CutWorker() {}


        // 真正的执行函数
        void Execute () {
            segment.cut(inputStr, outputWords);
        }

        // 当 Execute 被执行之后，
        // HandleOKCallback 会被自动调用。
        void HandleOKCallback () {
            NanScope();
            Local<Value> args[1];
            Local<Array> wordList;
            WrapVector(outputWords, wordList);
            args[0] = wordList;
            callback->Call(1, args);
        }

    private:
        // 注意，这两个私有参数不能是引用类型。
        string inputStr;
        vector<string> outputWords;
};

CutWorker 的定义非常简单，核心函数就是两个，Execute 和 HandleOKCallback 。然后再返回看刚才那两句代码：

CutWorker* worker = new CutWorker(nanCallback, inputStr); 
NanAsyncQueueWorker(worker);

CutWorker 被初始化后，只是被扔进 NanAsyncQueueWorker 之后就不管了。而实际上发生的时候是，很一个后台线程，一直在等待 NanAsyncQueueWorker 这个队列。当队列有 Worker 被 Push 进去的时候，后台线程则会将 Worker 从队列中 Pop 出来，然后先后调用 Execute 和 HandleOKCallback 这两个函数。(这里说的先后只是顺序，不一定紧挨着，具体得看 Node.js 后台线程的源码实现。)

所以在 Execute 函数里面写上真正的切词过程。切词的结果存在 CutWorker 的私有变量 outputWords 里面。然后在 HandleOKCallback 执行回调函数，将私有变量 outputWords 作为回调函数的参数。

这样的过程就实现了在调用 cut 函数的时候，是异步非阻塞的，因为调用过程中只是将参数暂存在 CutWorker 这个类的私有变量成员里。实际的执行过程是在后台线程中执行。所以主线程是非阻塞的，而后台线程是阻塞型的，当队列为空的时候，后台线程一直阻塞等待。

【还有一个有助于理解异步的问题】

Q: 为什么 CutWorker 的两个私有参数不能是引用类型。A: 因为这两个私有参数是在构造函数被调用的时候被初始化的，在 CutWorker 被构造的时候，传入参数有可能是一个栈上的临时变量。而且 CutWorker 的私有参数其实在整个异步调用过程中，是作为状态保持者：待分词的句子，分词后的结果，都是存在私有变量中。所以只要这个 CutWorker 没有被析构。这些状态就一直被保持者。才能做到无论何时这个 CutWorker 被后台线程执行。都能保证参数有效。哪怕这些参数在主线程里面早就被析构了。

其实写过线程池的人就一眼就看明白了，线程池也是类似这样的原因。都是需要使用 Worker 类的私有成员变量来保持着当时传入的参数。

【总结】

其实异步的实现原理非常的简单，但是总是会有一些不明真相的人觉得异步是多么高深的技术，然后不明觉厉，而且如教徒般迷信异步。其实说白了就是两个核心问题：

一是状态的保持，
二是后台线程对任务队列的悄悄执行。

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文章信息

作者：YanyiWu 来源： YanyiWu
标签： Node.js NodeJieba 异步
发布时间：2016-02-13 23:39:24

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