Асинхронность
Попробую проиллюстрировать разницу в синхронном и асинхронном подходах в I/O на небольшом примере, где программа должна получить два ресурса из интернета, и затем сделать что-то с данными.
В синхронном окружении очевидным способом решения задачи будет сделать запросы последовательно. У этого метода есть минус – второй запрос начнётся только после окончания первого. Общее время будет не меньше, чем сумма времени на обработку двух запросов. Это неэффективное использование компьютера, который большую часть времени будет простаивать, пока происходит передача данных по сети.
Решение проблемы в синхронной системе – запуск дополнительных потоков контроля исполнения программы (в главе 14 мы их уже обсуждали). Второй поток может запустить второй запрос, и затем оба потока будут ждать возврата результата, после чего они заново будут синхронизированы для сведения работы в один результат.
На диаграмме жирные линии обозначают время нормальной работы программы, а тонкие – время ожидания I/O. В синхронной модели время, затраченное на I/O, входит во временной график каждого из потоков. В асинхронной, запуск действия по I/O приводит к разветвлению временной линии. Поток, запустивший I/O, продолжает выполнение, а I/O выполняется параллельно ему, по окончанию работы делая обратный вызов функции.
Поток выполнения программы для синхронного и асинхронного I/O.
Ещё один способ выразить эту разницу: в синхронной модели ожидание окончания I/O неявное, а в асинхронной – явное, и находится под нашим непосредственным контролем. Но асинхронность работает в обе стороны. С её помощью выражать программы, не работающие по принципу прямой линии, проще, но выражать прямолинейные программы становится сложнее.
В главе 17 я уже касался того факта, что обратные вызовы привносят кучу шума и делают программу менее упорядоченной. Является ли такой подход в общем хорошей идеей – спорный вопрос. В любом случае, требуется время, чтобы привыкнуть к нему.
Но для системы, основанной на JavaScript, я бы сказал, что использование асинхронности с обратными вызовами имеет смысл. Одна из сильных сторон JavaScript – простота, и попытки добавить в программу несколько потоков привели бы к сильному усложнению. Хотя обратные вызовы не делают код простым, их идея очень проста и в то же время достаточно сильна для того, чтобы писать высокопроизводительные веб-серверы.
Команда node
Когда в вашей системе установлен Node.js, у вас появляется программа под названием node, которая запускает файлы JavaScript. Допустим, у вас есть файл hello.js со следующим кодом:
var message = "Hello world";
console.log(message);
Вы можете выполнить свою программу из командной строки:
$ node hello.js
Hello world
Метод console.log в Node действует так же, как в браузере. Выводит кусок текста. Но в Node текст выводится на стандартный вывод, а не в консоль JavaScript в браузере.
Если запустить node без файла, он выдаст вам строку запроса, в которой можно писать код на JavaScript и получать результат.
$ node
> 1 + 1
2
> [-1, -2, -3].map(Math.abs)
[1, 2, 3]
> process.exit(0)
$
Переменная process, так же как и console, доступна в Node глобально. Она обеспечивает несколько способов для инспектирования и манипулирования программой. Метод exit заканчивает процесс, и ему можно передать код статуса окончания программы, который сообщает программе, запустившей node (в данном случае, программной оболочке), завершилась ли программа удачно (нулевой код) или с ошибкой (любое другое число).
Для доступа к аргументам командной строки, переданным программе, можно читать массив строк process.argv. В него также включены имя команды node и имя вашего скрипта, поэтому список аргументов начинается с индекса 2. Если файл showargv.js содержит только инструкцию console.log(process.argv), его можно запустить так:
$ node showargv.js one --and two
["node", "/home/marijn/showargv.js", "one", "--and", "two"]
Все стандартные глобальные переменные JavaScript — Array, Math, JSON, также есть в окружении Node. Но там отсутствует функционал, связанный с работой браузера, например document или alert.