node 使用 async 控制并发的方法

一、什么是 Node.js？

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。Node.js 采用了事件驱动、非阻塞 I/O（input/output）模型，使其轻量又高效。

二、为什么使用 async 控制并发？

在编写 Node.js 程序时，往往需要同时进行多个操作，比如同时读取多个文件、同时请求多个接口等等。如果使用同步方式（synchronous），每个操作都必须等待上一个操作结束才能开始，这会导致程序执行效率极低。但是，如果使用异步方式（asynchronous），这些操作可以同时进行，同时等待最后一个操作执行完毕之后再返回结果，大大提高了程序的执行效率，但是在控制异步请求的并发性方面，常常给处理流程造成很大的困惑。

如果让 Node.js 并发处理异步请求（例如异步请求），可能会遇到并发限制的问题。这时 async 模块派上用场。

三、什么是 async？

async 是一个简单的 JavaScript 库，用于处理异步流程控制，使代码易于阅读、理解和维护。

async提供了多种方式来控制异步程序的并发性，比如：限制并发数量（parallelLimit）、顺序执行（waterfall）、异步循环（each / map）、时间限制（timeout）等。可以根据程序实际需求选择合适的方式。

四、实例分析

假设我们有一组数组，需要对其中每个元素进行异步操作（如异步读取文件），同时还需要限制异步操作的并发数量。

1. 限制并发数量方法：parallelLimit

async.parallelLimit(tasks, limit, callback)

参数

tasks：一个包含多个处理异步操作的函数的数组。每个函数接收一个参数（回调函数），在异步操作完成之后调用回调函数，并传递结果参数给回调函数。

limit：最大并发数量。

callback：最后的回调函数，

parallelLimit 方法最多并发 limit 个异步操作，如果多于 limit 个异步操作仍在进行中，则新的异步操作将会等待之前的操作完成之后开始。如果 anyToOne 属性被设置为 false，则结果数组中的项目的顺序将与第一个完成的异步操作的顺序相同。如果 anyToOne 属性被设置为 true，则结果数组中的项目将按照它们完成的顺序排列。

示例：

// 异步读取文件操作
const fs = require('fs');
function readAsyncFile(file, callback) {
  fs.readFile(file, { encoding: 'utf-8' }, callback);
}

const files = ['file1.txt', 'file2.txt', 'file3.txt', 'file4.txt', 'file5.txt'];

async.parallelLimit(
  files.map(f => cb => readAsyncFile(f, cb)),
  2,
  (err, results) => {
    if (err) {
      console.error('Error:', err);
      return;
    }
    console.log('Results:', results);
  },
);

本例中，我们并发地读取了 5 个文件，同时限制并发数为 2。最终的结果会在回调函数中返回，每个文件的结果按照文件名的顺序排列。

1. 顺序执行方法：waterfall

async.waterfall(tasks, callback)

参数

tasks：一个按顺序调用的函数数组，每个函数都必须完成后再调用下一个函数。

callback：最后的回调函数。

waterfall 方法顺序执行一组异步的回调函数，类似于 Unix 中的管道。

示例：

function step1(callback) {
  console.log('step 1');
  setTimeout(() => {
    callback(null, 'step 1 data');
  }, 200);
}

function step2(data, callback) {
  console.log('step 2', data);
  setTimeout(() => {
    callback(null, 'step 2 data');
  }, 200);
}

function step3(data, callback) {
  console.log('step 3', data);
  setTimeout(() => {
    callback(null, 'step 3 data');
  }, 200);
}

async.waterfall([step1, step2, step3], (err, result) => {
  if (err) {
    console.error(err);
  }
  console.log('Result:', result);
});

在本例中，我们定义了三个异步回调函数，每一个函数都必须在上一个函数执行完毕后才能开始执行。在每一个函数完成后，它的数据被传递到下一个函数。在最后的回调函数中，我们在控制台输出了最终的结果。

总结

在 Node.js 或者其他 JavaScript 应用程序中，异步是一种极为重要的编程方式。async 库为我们解决了许多异步处理的问题，使代码更易于阅读、理解和维护。如果你需要在 Node.js 中处理异步流程控制，async 库是一个很好的选择，它提供简单、稳定和可靠的功能。