Node.js進階編程:用JavaScript構建可伸縮應用(5)2.5 使用事件發射器模式簡化事件綁定

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文章目錄
  • 理解回調模式
  • 理解事件發射器模式
  • 理解事件類型
  • 使用事件發射器API
  • 建立事件發射器

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本文對應原文第二部分第五章:Node Core API Basics:Using the Event Emitter Pattern

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第五章:使用事件發射器模式簡化事件綁定本章內容:
  • 事件發射器模式(Event Emitter Pattern)介紹
  • 事件監聽器的綁定和取消
  • 建立自己的事件發射器

 

         在Node裡,很多個物件都會發射事件。比如,一個TCP伺服器,每當有用戶端請求串連就會發射“connect”事件,又比如,每當讀取一整塊資料,檔案系統就會發射一個“data”事件。這些對象在Node裡被稱為事件發射器(event emitter)。事件發射器允許程式員訂閱他們感興趣的事件,並將回呼函數綁定到相關的事件上,這樣每當事件發射器發射事件時回呼函數就會被調用。發布/訂閱模式非常類似傳統的GUI模式,比如按鈕被點擊時程式就會收到相應的通知。使用這種模式,服務端程式可以在一些事件發生時作出反應,比如有用戶端串連,socket上有可用資料,或者檔案被關閉的時候。

         還可以建立自己的事件發射器,事實上,Node專門提供了一個EventEmitter偽類,可以把它當作基類來建立自己的事件發射器。

理解回調模式

         非同步編程不使用函數傳回值來表明函數調用的結束,而是採用後繼傳遞風格。

         “後繼傳遞風格”(CPSContinuation-passing style是一種編程風格,流程式控制制被顯式傳遞給下一步操作……

         CPS風格的函數會接受一個函數作為額外參數,這個函數用來顯式指出程式控制的下個流程,當CPSFunction Compute出它的“傳回值”,它就會調用那個代表了程式下個流程的函數,並將CPS函數的“傳回值”作為其參數。

出自維基百科——http://en.wikipedia.org/wiki/Continuation-passing_style

         這種編程風格裡,每個函數在執行結束後都會調用一個回呼函數,這樣程式就可以繼續運行。後面你會明白,JavaScript非常適合這種編程風格,下面是個Node下將檔案載入到記憶體的例子:

var fs = require('fs');

fs.readFile('/etc/passwd', function(err, fileContent) {

if (err) {

throw err;

}

console.log('file content', fileContent.toString());

});

         這個例子裡,你傳遞了一個內聯匿名函數作為fs.readFile的第二個參數,其實這就是在使用CPS編程,因為你把程式執行的後續流程交給了那個回呼函數。

         如你所見,回呼函數的第一個參數是個錯誤對象,如果程式發生錯誤,這個參數將會是一個Error類的執行個體,這是Node裡CPS編程的一個常見模式。

理解事件發射器模式

         標準回調模式裡,把一個函數作為參數傳遞給將被執行的函數,這種模式在用戶端需要在函數完成後被通知的情境下工作的很好。但是如果函數的執行過程中發生了多個事件或事件重複發生了多次,這種模式就不太適合了。比如,你想在socket每次收到可用資料時得到通知,這種情境你會發現標準回調模式不太好用,這時事件發射器模式就派上用場了,你可以用一套標準介面來清晰的分離事件發生器和事件監聽器。

         使用事件發生器模式時,會涉及到兩個或多個對象——事件發射器和一個或多個事件監聽器。

         事件發射器,顧名思義,是個可以產生事件的對象。而事件監聽器則是綁定到事件發射器上的代碼,用來監聽特定類型的事件,就像下面的例子:

var req = http.request(options, function(response) {

response.on("data", function(data) {

console.log("some data from the response", data);

});

response.on("end", function() {

console.log("response ended");

});

});

req.end();

         這段代碼示範了用Node的 http.request API(見後面章節)建立一個HTTP請求來訪問遠程HTTP伺服器時的兩個必要步驟。第一行採用了“後繼傳遞風格”(CPS:Continuation-passing style),傳遞了一個當HTTP響應時會被調用的內嵌函式。HTTP請求API在這兒使用CPS是因為程式需要在http.request函數執行完畢後才繼續執行後續操作。

         當http.request執行完畢,就會調用那個匿名回呼函數,然後將HTTP響應對象作為參數傳遞給它,這個HTTP響應對象是個事件發射器,根據Node文檔,它可以發射包括data,end在內的很多事件,你註冊的那些回呼函數會在每次事件發生時被調用。

         作為一條經驗,當你需要在請求的操作完成後重新擷取執行權時使用CPS模式,以及當事件可以發生多次時使用事件發射器模式。

理解事件類型

         被發射的事件都有一個用字串表示的類型,前面的例子包含“data”和“end”兩個事件類型,它們是由事件發射器來定義的任一字元串,不過約定俗成的是,事件類型通常都由不包含Null 字元的小寫單片語成。

         不能用代碼來推斷出事件發射器能產生哪些類型的事件,因為事件發射器API並沒有內省機制,因此你使用的API應該有文檔來表明它能發射那些類型的事件。

         一旦事件發生,事件發射器就會調用跟事件相關的監聽器,並將相關資料作為參數傳遞給監聽器。在前面http.request那個例子裡,“data”事件回呼函數接受一個data對象作為它第一個也是唯一的參數,而“end”不接受任何資料,這些參數作為API契約的一部分也是由API的作者主觀定義的,這些回呼函數的參數簽名也會在每個事件發射器的API文檔裡有說明。

         事件發射器雖然是個為所有類型事件服務的介面,不過“error”事件是Node裡的一個特殊實現。Node裡的大多數事件發射器都會在程式發生錯誤時產生“error”事件,如果程式沒有監聽某個事件發射器的 “error”事件,事件發射器將會注意到並在錯誤發生時向上拋出一個未捕獲異常。

         你可以在Node PERL裡運行下面的代碼來測試下效果,它類比了一個能產生兩種事件的事件發射器:

var em = new (require('events').EventEmitter)();

em.emit('event1');

em.emit('error', new Error('My mistake'));

         你將會看到下面的輸出:

var em = new (require('events').EventEmitter)();

undefined

> em.emit('event1');

false

> em.emit('error', new Error('My mistake'));

Error: My mistake

at repl:1:18

at REPLServer.eval (repl.js:80:21)

at repl.js:190:20

at REPLServer.eval (repl.js:87:5)

at Interface.<anonymous> (repl.js:182:12)

at Interface.emit (events.js:67:17)

at Interface._onLine (readline.js:162:10)

at Interface._line (readline.js:426:8)

at Interface._ttyWrite (readline.js:603:14)

at ReadStream.<anonymous> (readline.js:82:12)

         代碼第2行,隨便發射了一個叫“event1”的事件,沒有任何效果,但是當發射“error”事件時,錯誤被拋出到堆棧。如果程式不是運行在PERL命令列環境裡,程式將會因為未捕獲的異常而崩潰。

使用事件發射器API

         任何實現了事件發射器模式的對象(比如TCP Socket,HTTP 要求等)都實現了下面的一組方法:

  • .addListener和.on —— 為指定類型的事件添加事件監聽器
  • .once —— 為指定類型的事件綁定一個僅執行一次的事件監聽器
  • .removeEventListener —— 刪除綁定到指定事件上的某個監聽器
  • .removeAllEventListener —— 刪除綁定到指定事件上的所有監聽器

         下面我們具體介紹它們。

使用.addListener()或.on()綁定回呼函數

         通過指定事件類型和回呼函數,你可以註冊當事件發生時被執行的操作。比如,檔案讀取資料流時如果有可用的資料區塊,就會發射一個“data”事件,下面代碼展示如何通過傳入一個回呼函數來讓程式告訴你發生了data事件。

function receiveData(data) {

console.log("got data from file read stream: %j", data);

}

readStream.addListener(“data”, receiveData);

         你也可以使用.on,它只是.addListener的簡寫方式,下面的代碼和上面的是一樣的:

function receiveData(data) {

console.log("got data from file read stream: %j", data);

}

readStream.on(“data”, receiveData);

         前面代碼,使用事先定義的一個的命名函數作為回呼函數,你也可以使用一個內聯匿名函數來簡化代碼:

readStream.on("data", function(data) {

console.log("got data from file read stream: %j", data);

});

         前面說過,傳遞給回呼函數的參數個數和簽名依賴於具體的事件發射器對象和事件類型,它們並不是被標準化的,“data”事件可能傳遞的是一個資料緩衝對象,“error”事件傳遞一個錯誤對象,資料流的“end”事件不向事件監聽器傳遞任何資料。

綁定多個事件監聽器

         事件發射器模式允許多個事件監聽器監聽同一個事件發射器的同一事件類型,比如:

readStream.on("data", function(data) {

console.log('I have some data here.');

});

readStream.on("data", function(data) {

console.log('I have some data here too.');

});

         這個例子裡,readStream的“data”事件類型上綁定了兩個函數,每當readStream對象發射“data”事件,你就會看到下面的輸出:

I have some data here.

I have some data here too.

         事件發射器負責按監聽器的註冊順序調用指定事件類型上綁定的所有監聽器,也就是說:

  • 當事件發生後事件監聽器可能不會被立刻調用,也許會有其它事件監聽器在它之前被調用。
  • 異常被拋出到堆棧是不正常的行為,可能是因為代碼裡有bug,當事件被發射時,如果有一個事件監聽器在被調用時拋出了異常,可能會導致一些事件監聽器永遠不會被調用。這種情況下,事件發射器會捕獲到異常,也許還會處理它。

         看下面這個例子:

readStream.on("data", function(data) {

throw new Error("Something wrong has happened");

});

readStream.on("data", function(data) {

console.log('I have some data here too.');

});

         因為第一個監聽器拋出了異常,因此第二個監聽器不會被調用。

用.removeListener()從事件發射器移除一個事件監聽器

         如果當你不再關心一個對象的某個事件時,你可以通過指定事件類型和回呼函數來取消登入的事件監聽器,像這樣:

function receiveData(data) {

console.log("got data from file read stream: %j", data);

}

readStream.on("data", receiveData);

// ...

readStream.removeListener("data", receiveData);

         這個例子裡,最後一行把一個可能在將來被隨時調用的事件監聽器從事件發射器對象移除了。

         為了刪除監聽器,你必須給回呼函數命名,因為在添加和刪除的時候需要回呼函數的名字。

使用.once()讓回呼函數最多執行一次

         如果你想監聽一個最多執行一次的事件,或者只對某個事件發生的第一次感興趣,可以用.once()函數:

function receiveData(data) {

console.log("got data from file read stream: %j", data);

}

readStream.once("data", receiveData);

         上面的代碼,receiveData函數只會被調用一次。如果readStream對象發射了data事件,receiveData回呼函數將會而且僅會被觸發一次。

         它其實只是個方便方法,因為很簡單的就能實現它,像這樣:

var EventEmitter = require("events").EventEmitter;

EventEmitter.prototype.once = function(type, callback) {

var that = this;

this.on(type, function listener() {

that.removeListener(type, listener);

callback.apply(that, arguments);

});

};

         上面代碼裡,你重新定了EventEmitter.prototype.once函數,同時也重定義了每個繼承自EventEmitter的所有對象的once函數。代碼只是簡單的使用.on()方法,一旦收到了事件,就用.removeEventListener()取消回呼函數的註冊,並調用原來的回呼函數。

         注意:前面代碼裡使用了function.apply()方法,它接受一個對象並把它作為內含的this變數,以及一個參數數組。前面例子裡,通過事件發射器把未修改過的參數數組透明地傳遞給回呼函數。

用.removeAllListeners()從事件發射器移除所有事件監聽器

         你可以像下面那樣從事件發射器移除所有註冊到指定事件類型上的所有監聽器:

emitter.removeAllListeners(type);

         比如,你可以這樣取消所有進程中斷訊號的監聽器:

process.removeAllListeners("SIGTERM");

         注意作為一條經驗,推薦你只在確切知道刪除了什麼內容時才使用這個函數,否則,應該讓應用程式其它部分來刪除事件監聽器集合,或者也可以讓程式的那些部分自己負責移除監聽器。但不管怎樣,在某些罕見的情境下,這個函數還是很有用的,比如當你準備有序的關閉一個事件發射器或者關閉整個進程的時候。

建立事件發射器

         事件發射器用一個很棒的方式讓編程介面變得更通用,在一個常見易懂的編程模式裡,用戶端直接調用各種函數,而在事件發射器模式中,用戶端被綁定到各種事件上,這會讓你的程式變得更靈活。(譯者註:這句不太自信,貼出原文:The event emitter provides a great way of making a programming interface more generic. When you use a common understood pattern, clients bind to events instead of invoking functions, making your program more flexible.)

         此外,通過使用事件發射器,你還可以獲得許多特性,比如在同一事件上綁定多個互不相關的監聽器。

從Node事件發射器繼承

         如果你對Node的事件發射器模式感興趣,並打算用到自己的應用程式裡,你可以通過繼承EventEmitter來建立一個偽類:

util = require('util');

var EventEmitter = require('events').EventEmitter;

// 這是MyClass的建構函式:

var MyClass = function() {

}

util.inherits(MyClass, EventEmitter);

         注意:util.inherits建立了MyClass的原形鏈,讓你的MyClass執行個體可以使用EventEmitter的原形方法。

發射事件

         通過繼承自EventEmitter,MyClass可以像這樣發射事件了:

MyClass.prototype.someMethod = function() {

this.emit("custom event", "argument 1", "argument 2");

};

         上面的代碼,當someMethond方法被MyClass的執行個體調用時,就會發射一個叫“cuteom event”的事件,這個事件還會發射兩個字串作為資料:“argument 1”和“argument 2”,它們將會作為參數傳遞給事件監聽器。

         MyClass執行個體的用戶端可以像這樣監聽“custom event”事件:

var myInstance = new MyClass();

myInstance.on('custom event', function(str1, str2) {

console.log('got a custom event with the str1 %s and str2 %s!', str1, str2);

});

再比如,你可以這樣建立一個每秒發射一次“tick”事件的Ticker類:

var util = require('util'),

EventEmitter = require('events').EventEmitter;

var Ticker = function() {

var self = this;

setInterval(function() {

self.emit('tick');

}, 1000);

};

util.inherits(Ticker, EventEmitter);

用Ticker類的用戶端可以展示如何使用Ticker類和監聽“tick”事件,

var ticker = new Ticker();

ticker.on("tick", function() {

console.log("tick");

});

小結

         事件發射器模式是種可重新進入模式(recurrent pattern),可以用它將事件發射器對象從一組特定事件的代碼中解耦合。

         可以用event_emitter.on()來為特定類型的事件註冊監聽器,並用event_emitter.removeListener()來取消註冊。

         還可以通過繼承EventEmitter和簡單的使用.emit()函數來建立自己的事件發射器。

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