在Node.js中處理並發：深入了解Async和Await

教學

Node.js以其非阻塞、異步架構而廣受認可，使其成為需要高可擴展性和性能應用的熱門選擇。然而，在Node.js中有效管理並發可能會具有挑戰性，特別是當應用程序變得複雜時。在本篇文章中，我們將探討如何使用Node.js的async和await來管理並發，並討論這些工具如何優化性能。

為何並發對Node.js至關重要

並發能夠讓多個任務同時運行而不互相阻塞。在同步或阻寒環境中，代碼是按序執行的，意味著每個任務必須在下一個任務開始之前完成。然而，Node.js設計用於處理異步操作，讓伺服器能在不等待前一個請求完成的情況下管理多個請求。

作為一個單線程、事件驅動的環境，Node.js能通過其事件循環來處理多個並發操作。這種非阻塞架構是任何Node.js開發公司構建能有效管理重I/O任務（如數據庫查詢、網絡調用或文件操作）應用的基石。

理解Node.js中的Async和Await

ES2017 中引入的 async 和 await 使得在 JavaScript 中处理异步代码变得更加容易。這些關鍵字讓開發者能夠撰寫看起來和行為都像同步代碼的異步代碼，提高了可讀性並減少了 callback hell 的發生機會。

Async：聲明一個函數為 async 會讓它自動回傳一個 Promise，意味著你可以在其中使用 await。
Await：暫停異步函數的執行，直到 Promise 被解析或拒絕。這讓異步代碼的處理可以以線性、逐步的方式進行。

對於尋求簡化代碼的任何 Node.js 開發服務，async 和 await 提供了一種比傳統的 Promise 鏈接更乾淨的選擇。

Async 和 Await 的基本使用方法

讓我們從一個基本範例開始，來了解 async 和 await 在 Node.js 應用程序中是如何工作的。

在下面的範例中，await 在 fetchData 函數內暫停執行，直到 fetch 和 data.json() 操作完成。這種簡單的語法讓代碼保持可讀且容易維護。

JavaScript

async function fetchData() {  

    try {   

        const data = await fetch('https://api.example.com/data');   

        const result = await data.json();   

        console.log(result);  

    } catch (error) {   

        console.error('Error fetching data:', error);  

    } 

}

​

fetchData();

同時處理多個 Promises

異步編程的主要優勢之一是能夠同時處理多個異步任務。與等待每個任務按序完成相比，Promise.all() 允許您同時執行它們，這可以顯著減少執行時間。

範例：使用 Promise.all()

在這個範例中，兩個 API 調用同時啟動，並且函數等待它們都完成。這種技術對於處理多個 API 調用或數據庫查詢的 Node.js 開發服務至關重要，因為它減少了在 I/O 操作上耗費的時間，從而提高性能。

JavaScript

async function loadData() {  

    try {    

        const [users, posts] = await Promise.all([      

            fetch('https://api.example.com/users'),      

            fetch('https://api.example.com/posts')    

        ]);    

        console.log('Users:', await users.json());    

        console.log('Posts:', await posts.json());  

    } catch (error) {    

        console.error('Error loading data:', error);  

    } 

}

​

loadData();

Node.js 中的順序執行與並行執行

了解何時應順序運行任務或並行運行對於構建高效應用程序至關重要。

順序執行

順序執行適合於相互依賴的任務。例如，如果一個數據庫查詢依賴於另一個的結果，它們必須一個接一個地執行。

JavaScript

async function sequentialTasks() {  

    const firstResult = await taskOne();  

    const secondResult = await taskTwo(firstResult);  

    return secondResult; 

}

並行執行

並行執行對於獨立任務來說是最優的。使用 Promise.all() 讓任務並行執行，提高效率。

JavaScript

async function parallelTasks() {  

    const [result1, result2] = await Promise.all([  

        taskOne(),  

        taskTwo()  

    ]);  

    return [result1, result2]; 

}

對於任何注重性能的 Node.js 開發公司來說，確定何時使用順序或並行執行對於應用程序的速度和資源使用會有重大影響。

異步和等待中的錯誤處理

錯誤處理是使用異步函數時不可或缺的一部分。可以使用try...catch語句來管理錯誤，這樣可以簡化錯誤處理並減少未捕獲異常干擾應用程序的可能性。

範例：在Async和Await中使用Try…Catch

在異步函數中使用try...catch幫助Node.js開發者有效地管理錯誤，確保意外問題被捕獲並優雅地處理。

JavaScript

async function getData() {  

    try {    

        const response = await fetch('https://api.example.com/data'); 

        if (!response.ok) {      

            throw new Error(`HTTP error! Status: ${response.status}`);    

        } 

        const data = await response.json();  

        return data;  

    } catch (error) {    

        console.error('An error occurred:', error);  

    } 

}

​

getData();

使用Async和Await管理長時間運行的任務

對於Node.js開發服務來說，在不阻塞主線程的情況下在後台處理長時間運行的任務是至關重要的。Node.js提供了後台任務和延遲執行，使用setTimeout()或外部庫如bull進行隊列管理，確保密集任務不會拖慢應用程序。

範例：在Async函數中延遲執行

長時間運行的任務對於Node.js開發公司管理具有複雜後端操作的應用程序特別有用，確保重負任務在後台高效運行。

JavaScript

function delay(ms) {  

    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms)); 

}

​

async function delayedTask() {  

    console.log('Starting task...');  

    await delay(3000); // Pauses execution for 3 seconds  

    console.log('Task completed'); 

}

​

delayedTask();

優化並發的Async和Await技巧

使用Promise.allSettled()：對於多個任務，當其中一個任務的失敗不應影響其他任務時，Promise.allSettled()非常有用。此方法確保所有Promise都解決後再繼續。
限制同時請求：過多的同時請求可能會使服務器過載。像p-limit這樣的庫能夠幫助限制同時請求的數量，防止性能下降。
避免深度嵌套的async調用：過度使用嵌套的async調用可能會導致類似於callback hell的複雜性。相反，將函數拆分成較小、可重用的部分。
使用async庫進行佇列管理：像bull和kue這樣的庫管理後台任務，使得在Node.js開發服務中處理長時間運行或重複的操作變得更加容易，而不會阻塞主線程。

結論

在Node.js中有效地管理並發使用async和await是構建快速、可擴展應用的強大方法。通過理解何時使用串行與並行執行，應用錯誤處理以及優化長時間運行的任務，Node.js開發公司可以確保即使在負載較重時也能保持高性能。

對於注重性能優化的Node.js開發，這些技術有助於處理數據處理、API調用和複雜的後端任務，而不會影響用戶體驗。在Node.js中擁抱async編程是創建高效、可靠並能夠順利處理並發的應用的關鍵。

Source:
https://dzone.com/articles/handling-concurrency-in-nodejs-with-async-and-await