Node.js的循环与异步问题

Node.js 的异步机制由事件和回调函数实现，一开始接触可能会感觉违反常规，但习惯　　以后就会发现还是很简单的。然而这之中其实暗藏了不少陷阱，一个很容易遇到的问题就是　　循环中的回调函数，初学者经常容易陷入这个圈套。让我们从一个例子开始说明这个问题。

1. var fs = require('fs');
2. var files = ['a.txt', 'b.txt', 'c.txt'];
3. 　  
4. for (var i = 0; i < files.length; i++) {
5. 　　fs.readFile(files[i], 'utf-8', function (err, contents) {
6. 　　console.log(files[i] + ': ' + contents);
7. 　　  
8.     });
9. }

这段代码的功能很直观，就是依次读取文件 a.txt、b.txt 、c.txt ，并输出文件名和内容。假设这三个文件的内容分别是 AAA 、BBB 和 CCC，那么我们期望的输出结果就是：

　　a.txt: AAA

　　b.txt: BBB

　　c.txt: CCC

可是我们运行这段代码的结果是怎样的呢？竟然是这样的结果：

　　undefined: AAA

　　undefined: BBB

　　undefined: CCC

这个结果说明文件内容正确输出了，而文件名却不对，也就意味着，contents 的结果是正确的，但 files[i] 的值是 undefined。这怎么可能呢，文件名不正确却能读取文件内容？既然难以直观地理解，我们就把 files[i] 分解并打印出来看看，在读取文件的回调函数中分别输出 files、i 和 files[i] 。

1. var fs = require('fs');
2. var files = ['a.txt', 'b.txt', 'c.txt'];
3. for (var i = 0; i < files.length; i++) {
4.     fs.readFile(files[i], 'utf-8', function (err, contents) {
5.         console.log(files);
6.         console.log(i);
7.         console.log(files[i]);
8.     });
9. }

 

　　运行修改后的代码，结果如下：

　　[ 'a.txt', 'b.txt', 'c.txt' ]

　　3

　　undefined

　　[ 'a.txt', 'b.txt', 'c.txt' ]

　　3

　　undefined

　　[ 'a.txt', 'b.txt', 'c.txt' ]

　　3

　　undefined

看到这里是不是有点启发了呢？三次输出的 i 的值都是 3 ，超出了 files 数组的下标范围，因此 files[i] 的值就是 undefined 了。这种情况通常会在 for 循环结束时发生，例如 for (var i = 0; i < files.length; i++)，退出循环时 i 的值就files.length的值。既然 i 的值是 3 ，那么说明了事实上 fs.readFile 的回调函数中访问到的 i 值都是循环退出以后的，因此不能分辨。而 files[i] 作为 fs.readFile 的第一个参数在循环中就传递了，所以文件可以被定位到，而且可以显示出文件的内容。

　　现在问题就明朗了：原因是3 次读取文件的回调函数事实上是同一个实例，其中引用到的 i 值是上面循环执行结束后的值，因此不能分辨。如何解决这个问题呢？我们可以利用

　　JavaScript 函数式编程的特性，手动建立一个闭包：

　　//forloopclosure.js

1. var fs = require('fs');
2. 　　  
3. var files = ['a.txt', 'b.txt', 'c.txt'];
4.  
5. for (var i = 0; i < files.length; i++) {
6. 　　(function (i) {
7. 　　fs.readFile(files[i], 'utf-8', function (err, contents) {
8. 　　console.log(files[i] + ': ' + contents);
9.         });
10.     })(i);
11. }

上面代码在 for 循环体中建立了一个匿名函数，将循环迭代变量 i 作为函数的参数传递并调用。由于运行时闭包的存在，该匿名函数中定义的变量（包括参数表）在它内部的函数（fs.readFile 的回调函数）执行完毕之前都不会释放，因此我们在其中访问到的 i 就分别是不同的闭包实例，这个实例是在循环体执行的过程中创建的，保留了不同的值。

    补充：闭包的写法，无法保证按数组存放文件顺序读取文件内容，相当多个文件读取操作并行进行，根据文件大小决定读取的快慢；而forEach是可以的保证顺序读取;

事实上以上这种写法并不常见，因为它降低了程序的可读性，故不推荐使用。大多数情况下我们可以用数组的 forEach 方法解决这个问题：

　　//callbackforeach.js

1. var fs = require('fs');
2. var files = ['a.txt', 'b.txt', 'c.txt'];
3. files.forEach(function (filename) {
4. 　　fs.readFile(filename, 'utf-8', function (err, contents) {
5. 　　console.log(filename + ': ' + contents);
6.     });
7. });