JavaScript异步编程——05-回调函数

我们在前面的文章《JavaScript 基础：异步编程/单线程和异步》中讲过，Javascript 是⼀⻔单线程语⾔。早期我们解决异步场景时，⼤部分情况都是通过回调函数来进⾏。

（如果你还不了解单线程和异步的概念，可以先去回顾上一篇文章。）

回调函数的定义

把函数 A 传给另一个函数 B 调用，那么函数 A 就是回调函数。

例如在浏览器中发送 ajax 网络请求，或者在定时器中执行异步任务，就是最常⻅的异步场景。发送请求后，需要等待一段时间，等服务端响应之后我们才能拿到结果。如果我们希望等待异步任务结束之后再执⾏想要的操作，就只能通过回调函数这样的⽅式进⾏处理。

const dynamicFunc = function (callback) {setTimeout(function () {console.log("一开始在这里执行异步任务 task1，延迟3秒执行");// task1： total 计数let total = 0;for (let i = 0; i < 10; i++) {total += i;}// 等待异步任务 task1 执行完成后，通过回调传入的 callback() 函数，通知外面的调用者，可以开始做后续任务 task2 了// 如果有需要的话，可以把 task1 的执行结果 total 传给外面。callback && callback(total);}, 3000);};// 执行同步任务 task2。需要先等 异步任务 task1做完。dynamicFunc(function (value) {console.log("外面监听到，异步任务 task1已经完成了，并且还能拿到 task1的执行结果 value");console.log("task1的返回值value:" + value);// task2：将task1的执行结果乘以2const result = value * 2;console.log("result:" + result);});

上⾯的例⼦中，dynamicFunc() 函数里面的 setTimeout()就是⼀个异步函数，在里面执行了一些异步任务，延迟3秒执行。dynamicFunc() 的参数 callback() 就是一个回调函数。这段代码的诉求是：先等待异步任务 task1 做完，再做同步任务task2。我们来分析一下。

已知异步任务 task1 需要3秒才能做完。3秒结束后，通知 dynamicFunc 函数的调用者，里面的异步任务 task1 已经做完了，外面可以开始做后续的任务 task2 了。那要怎么通知呢？在ES5中，最常见的做法就是需要回调传入的 callback 函数（也就是回调函数），通知外面的调用者。并且，如果有需要的话，外面还可以拿到异步任务task1的执行结果 total（详见代码注释）。

（注：callback这个单词并不是关键字，可以自由命名，我们通常习惯性地用“回调”这个词的英文名 callback 代表回调函数。）

回调函数的异常处理

实际开发中，为什么会经常存在异步任务呢？这是因为，有很多函数在执行时无法立即完成，我们也不知道它什么时候能完成。但是，我们需要等待它完成后，才能做接下来的事情。换句话说，我们接下来要做的事情，需要依赖此前的异步任务。

比如， ajax 网络请求就是典型的异步任务。在渲染一个页面时，我们需要请求接口，获取页面所需要的数据。等接口请求完成、数据准备好之后，前端就可以对数据进行处理，并将数据渲染到页面了。前端做的这部分事情，就是在回调函数里面做。

当然，异步任务在执行时可能出现异常、错误信息、执行失败等等。当出现异常时，往往导致后续的回调函数无法执行。这就需要在异步任务中将异常信息通知给外部。

代码举例如下：

// 封装异步任务const dynamicFunc = function (number, successCallback, failureCallback) {setTimeout(function () {console.log('一开始在这里执行异步任务 task1，延迟3秒执行');let total = 0;for (let i = 0; i < 10; i++) {total += i;}if (number > 0) {// 异步任务执行成功successCallback && successCallback(total);} else {// 异步任务执行鼠标failureCallback && failureCallback('异步任务执行失败');}}, 3000);};// 执行异步任务：等待 异步任务 执行完成后，再执行回调函数。dynamicFunc(100,(value) => {console.log('异步函数调用成功:' + value);// task2：将task1的执行结果乘以2const result = value * 2;console.log('result:' + result);},(err) => {console.log('异步函数调用失败：', err);});

处理异步任务的基本模型

我们以“发送网络请求”为例，通过回调函数处理异步任务时，既有请求成功的情况，也有请求失败的情况。其基本处理模型如下：

（1）调用一个异步函数，在这个函数中发送网络请求（也可以用定时器来模拟异步任务）。

（2）如果网络请求成功，则告知调用者请求成功，并将接口返回的数据传递出去。

（3）如果网络请求失败，则告知调用者发送失败，并将错误信息传递出去。

ES5中，回调函数处理异步任务的基本代码结构如下：

 // ES5中，使用传统的回调函数，处理异步任务的基本模型// 封装异步任务function requestData(url, successCallback, failureCallback) {const res = {retCode: 0,data: 'qiangu yihao`s data',errMsg: 'network is error',};setTimeout(() => {if (res.retCode == 0) {// 网络请求成功successCallback(res.data);} else {// 网络请求失败failureCallback(res.errMsg);}}, 1000);}// 调用（请求）异步任务requestData('www.qianguyihao.com/xxx',// 成功监听res => {console.log('异步任务执行成功:', res);},// 失败监听err => {console.log('异步任务执行失败:', err);});

我们一定要记住这个处理模型，它我们学习异步编程的范式之一。如果前端接下来要做的事情需要依赖这个异步任务、需要等待这个异步任务做完之后才能继续，那就符合上面的处理模型。

ES5中，回调的缺点（异步代码的困境）

上面的回调函数的写法，都是ES5的写法。ES5中回调的写法比较直观，不需要 return，层层嵌套即可。但也存在两个问题：

1. 如果嵌套过深，则会出现回调地狱的问题。
1. 不同的异步函数，回调的参数，在写法上可能不一致，导致不规范、且需要单独记忆。

我们来具体看看这两个问题。

1、回调地狱的问题

如果多个异步任务存在依赖关系（比如，需要等第一个异步任务执行完成后，才能执行第二个异步函数；等第二个异步任务执行完毕后，才能执行第三个异步任务），就需要多个异步任务进⾏层层嵌套，⾮常不利于后续的维护，而且会导致回调地狱（callback hell）的问题。

简而言之，当一个回调函数嵌套另一个回调函数时，就会出现一个嵌套结构。如果嵌套次数过多，就会出现回调地狱的情况。像下面这样：

关于回调地狱，我们来举一个形象的例子：

假设买菜、做饭、洗碗、倒厨余垃圾都是异步的。

但真实的场景中，实际的操作流程是：买菜成功之后，才能开始做饭。做饭成功后，才能开始洗碗。洗碗完成后，再倒厨余垃圾。这里的一系列动作就涉及到了多层嵌套调用，也就是回调地狱。

关于回调地狱，我们来看看几段代码举例。

1.1、定时器的代码举例：（回调地狱）

 setTimeout(function () {console.log('qiangu1');setTimeout(function () {console.log('qiangu2');setTimeout(function () {console.log('qiangu3');}, 3000);}, 2000);}, 1000);

1.2、Node.js 读取文件的代码举例：（回调地狱）

 fs.readFile(A, 'utf-8', function (err, data) {fs.readFile(B, 'utf-8', function (err, data) {fs.readFile(C, 'utf-8', function (err, data) {fs.readFile(D, 'utf-8', function (err, data) {console.log('qianguyihao:' + data);});});});});

上面代码的逻辑为：先读取 A 文本内容，再根据 A 文本内容读取 B，然后再根据 B 的内容读取 C。为了实现这个业务逻辑，上面的代码就很容易形成回调地狱。

1.3、ajax 请求的代码举例：（回调地狱）

 // 伪代码ajax('a.json', (res1) => {console.log(res1);ajax('b.json', (res2) => {console.log(res2);ajax('c.json', (res3) => {console.log(res3);});});});

2、回调写法不一致的问题

我们需要自己去设计回调函数，包括回调函数的参数格式、调用方式等等。

 // Node.js 读取文件时，成功回调和失败回调，是通过 error参数来区分readFile('d:\\readme.text', function (err, data) {if (error) {console.log('文件读取失败');} else {console.log('文件读取成功');}});// jQuery的 ajax 写法中，成功回调和失败回调，是通过两个回调函数来区分$.ajax({url: '/ajax.json',success: function (response) {console.log('文件读取成功');},error: function (err) {console.log('文件读取失败');},});

我们可以看到，上面的回调函数的代码中，成功回调和失败回调，参数的写法不一致。在实战开发中，封装异步函数的人和调用异步函数的人，往往不是同一个人。甚至可能出现的极端的情况是，回调函数里需要传很多参数，参数的顺序也不一致，各有各的风格，每个人写得都不一样。因为这种回调参数的写法不一致、不规范的问题，所以需要单独记忆，导致在调用时需要小心翼翼，很容易出错。