نحوه نوشتن کد ناهمگام (غیر همزمان) در Node.js

برای بسیاری از برنامه ها در جاوا اسکریپت ، وقتی برنامه نویس کد را به صورت خط به خط می نویسد در همان زمان اجرا می شود. به این کار اجرای همزمان گفته می شود ، زیرا سطرها یکی پس از دیگری، به ترتیبی که نوشته شده اند اجرا می شوند. با این حال ، هر دستورالعملی که شما به رایانه می دهید نیاز به اجرای فوری ندارد. به عنوان مثال ، اگر درخواست شبکه ارسال می کنید ، فرآیند اجرای کد شما باید منتظر بماند تا داده ها قبل از اجرا بر روی آن برگردند. در این حالت ، اگر در حالی که منتظر تکمیل درخواست شبکه هستید ، کد دیگری را اجرا نکند ، وقت تلف می شود. برای حل این مشکل ، توسعه دهندگان از برنامه نویسی ناهمزمان استفاده می کنند ، که در آن خطوط کد به ترتیب متفاوتی از آنچه نوشته شده اند اجرا می شوند. با برنامه نویسی ناهمزمان ، می توانیم در حالی که منتظر هستیم فعالیتهای طولانی مانند درخواست شبکه به پایان برسد، کدهای دیگری را اجرا کنیم.
کد JavaScript در یک فرآیند کامپیوتری بر روی یک رشته واحد اجرا می شود. کد آن به صورت همزمان در این رشته پردازش می شود و فقط یک دستورالعمل در هر زمان اجرا می شود. بنابراین ، اگر ما می خواستیم یک کار طولانی در این رشته انجام دهیم ، تمام کد باقی مانده تا زمان اتمام آن کار مسدود می شد. با اعمال ویژگی های برنامه نویسی ناهمزمان جاوا اسکریپت ، می توان کارهای طولانی مدت را بر روی یک رشته پس زمینه بارگذاری کرد تا از بروز این مشکل جلوگیری شود. پس از اتمام کار ، کدی که برای پردازش داده های کار نیاز داریم بر روی تک رشته اصلی قرار می گیرد.
در این آموزش ، شما می آموزید که چگونه JavaScript با کمک حلقه رویداد وظایف ناهمزمان را مدیریت می کند، به این شکل که وظیفه جدیدی را هنگام انتظار برای کار دیگر انجام می دهد. سپس برنامه ای را ایجاد می کنید که از برنامه نویسی ناهمزمان استفاده می کند تا لیستی از فیلم ها را از یک Studio Ghibli API درخواست کرده و داده ها را در یک فایل CSV ذخیره کنید. کد ناهمزمان به سه روش نوشته خواهد شد: callback ، promise ها ، و با کلمات کلیدی async/await.
توجه: طبق این نوشتار ، برنامه نویسی ناهمزمان دیگر فقط با استفاده از تماسهای برگشتی انجام نمی شود ، اما یادگیری این روش منسوخ می تواند زمینه ای را فراهم کند که نشان دهد چرا جامعه جاوا اسکریپت اکنون از promise ها استفاده میکنند. کلمات کلیدی async / await به ما این امکان را می دهد که از promise ها به روشی کوتاه تر استفاده کنیم ، و به این ترتیب روشی استاندارد برای انجام برنامه نویسی ناهمزمان در جاوا اسکریپت در زمان نوشتن این مقاله میباشد.

پیش نیازها
Node.js بر روی دستگاه توسعه شما نصب شده باشد. در این آموزش از نسخه 10.17.0 استفاده شده است. برای نصب این در macOS یا Ubuntu 18.04 ، مراحل نحوه نصب Node.js و ایجاد محیط توسعه محلی در macOS یا نصب با استفاده از یک بخش PPA را در راهنمای نحوه نصب Node.js در اوبونتو 18.04 دنبال کنید.
همچنین باید با نصب بسته ها در پروژه خود آشنا باشید. با خواندن راهنمای ما در مورد چگونگی استفاده از ماژول های Node.js با npm و pack.json سریعتر پیش روید.
مهم است که قبل از یادگیری چگونگی استفاده از توابع به صورت ناهمزمان ، برای ایجاد و اجرای توابع در جاوا اسکریپت مشکلی نداشته باشید. اگر به معرفی یا اطلاعات تکمیلی نیاز دارید می توانید راهنمای ما در مورد چگونگی تعریف توابع در JavaScript را بخوانید.
حلقه رویداد
بیایید با مطالعه عملکرد داخلی اجرای عملکرد JavaScript شروع کنیم. درک نحوه این رفتار به شما امکان می دهد تا کدهای ناهمزمان را سنجیده تر بنویسید ، و در آینده به شما در زمینه عیب یابی کد کمک می کند.
از آنجا که مترجم جاوا اسکریپت کد را اجرا می کند ، هر عملکردی که خوانده می شود به call stack در جاوا اضافه می شود. call stack یک ساختار داده لیست مانند است که در آن موارد فقط به بالا می توانند اضافه شوند و از بالا حذف شوند. stack ها از اصل “از آخر وارد شو ، از اول خارج شو” یا LIFO پیروی می کنند. اگر دو مورد را روی stack اضافه کنید ، آخرین مورد اول حذف می شود.
بگذارید با یک مثال با استفاده از call stack ، توضیح دهیم. اگر جاوا اسکریپت با یک تابع functionA () فراخوانی شود ، به call stack اضافه می شود. اگر آن تابع functionA () یکی دیگر از عملکردهای functionB () را فراخوانی کند ، سپس functionB () به قسمت بالای call stack اضافه می شود. همانطور که جاوا اسکریپت اجرای یک عملکرد را کامل می کند ، از call stack حذف می شود. بنابراین جاوا اسکریپت ابتدا functionB () را اجرا می کند ، پس از اتمام آن را از stack جدا میکند و سپس اجرای functionA () را تمام میکند و آن را از call stack حذف میکند. به همین دلیل است که عملکردهای داخلی همیشه قبل از کارکردهای بیرونی آنها اجرا می شوند.
هنگامی که جاوا اسکریپت با یک عمل ناهمزمان مواجه می شود ، مانند نوشتن یک فایل ، آن را به یک جدول در حافظه خود اضافه می کند. این جدول عملکرد را ذخیره میند ، شرط تکمیل اجرای آن و فراخوانی تابغ هنگام اتمام است. با اتمام عمل ، JavaScript عملکرد مرتبط را در صف پیام قرار می دهد. یک صف دیگر ساختار داده لیست مانند است که در آن موارد فقط می توانند به پایین اضافه شوند اما از بالا حذف شوند. در صف پیام ، اگر دو یا چند عملیات ناهمزمان برای اجرای وظایف خود آماده باشد ، عملیات ناهمزمان که ابتدا به اتمام رسیده است ، ابتدا عملکرد خود را برای اجرا مشخص می کند.
توابع در صف پیام منتظرند که به call stack اضافه شوند. این حلقه رویداد یک روند دائمی است که بررسی می کند ایا call stack خالی است یا خیر. اگر اینگونه باشد ، اولین مورد در صف پیام به call stack منتقل می شود. جاوا اسکریپت عملکردهای موجود در صف پیام را بر حسب عملکرد که در کد آن تفسیر می کند، در اولویت بندی قرار می دهد. اثر ترکیبی call stack ، صف پیام و حلقه رویداد اجازه می دهد تا هنگام مدیریت فعالیت های ناهمزمان ، کد JavaScript پردازش شود.
اکنون که درک درستی از حلقه رویداد دارید ، می دانید کد ناهمزمانی که می نویسید چگونه اجرا می شود. با استفاده از این دانش ، اکنون می توانید با سه رویکرد متفاوت ، کد ناهمزمان ایجاد کنید: callback ، promise ها ، و async / await.
برنامه نویسی ناهمزمان با callback
یک عملکرد برگشتی عملکردی است که به عنوان آرگومان به عملکرد دیگر منتقل می شود ، و بعد از اتمام کار دیگر اجرا می شود. ما از callback برای اطمینان از اجرای کد درست بعد از اتمام عملکرد ناهمزمان استفاده می کنیم.
برای مدت ها ، callback رایج ترین مکانیسم برای نوشتن کد ناهمزمان بودند ، اما اکنون اکثرا منسوخ شده اند زیرا می توانند خواندن کد را گیج کننده جلوه دهند. در این مرحله ، نمونه ای از کد ناهمزمان را با استفاده از callback می نویسید تا بتوانید از آن به عنوان مبانی اولیه استفاده کنید تا بهره وری دیگر استراتژی های دیگر را ببینید.
روشهای زیادی برای استفاده از توابع برگشتی در عملکردهای دیگر وجود دارد. به طور کلی ، آنها از این ساختار استفاده می کنند:
function asynchronousFunction([ Function Arguments ], [ Callback Function ]) {
[ Action ]
}

اگرچه برای JavaScript یا Node.js به لحاظ دستوری الزامی نیست که عملکرد callback را به عنوان آخرین آرگومان عملکرد بیرونی را داشته باشد ، این یک روش معمول است که شناسایی callback ها را آسان تر می کند. همچنین معمول است که توسعه دهندگان JavaScript از یک عملکرد ناشناس به عنوان callback استفاده کنند. توابع ناشناس مواردی هستند که بدون نام ایجاد می شوند. معمولاً وقتی یک عملکرد در انتهای لیست آرگومان ها تعریف می شود ، بیشتر قابل خواندن است.
برای توضیح callback ها ، بیایید یک ماژول Node.js ایجاد کنیم که لیستی از فیلم های Studio Ghibli را در یک فایل می نویسد. ابتدا پوشه ای ایجاد کنید که فایل جاوا اسکریپت و خروجی آن را ذخیره کند:
$ mkdir ghibliMovies
سپس آن پوشه را وارد کنید:
$ cd ghibliMovies
با ایجاد درخواست HTTP به Studio Ghibli API شروع خواهیم کرد که عملکرد callback ما نتایج آن را ثبت می کند. برای این کار ، کتابخانه ای را نصب می کنیم که به ما امکان می دهد به داده های پاسخ HTTP در یک callback دسترسی پیدا کنیم.
در ترمینال خود، npm را آغاز کنید تا بعداً بتوانیم برای بسته های خود مرجع داشته باشیم:
$ npm init -y
سپس ، کتابخانه request را نصب کنید:
$ npm i request –save
اکنون یک فایل جدید با نام callbackMovies.js در یک ویرایشگر متنی مانند nano باز کنید:
$ nano callbackMovies.js
در ویرایشگر متن خود کد زیر را وارد کنید. بیایید با ارسال یک درخواست HTTP با ماژول request شروع کنیم:
callbackMovies.js
const request = require(‘request’);

request(‘https://ghibliapi.herokuapp.com/films’);

در خط اول ماژول درخواستی را که از طریق npm نصب شده است بارگذاری می کنیم. ماژول تابعی را برمی گرداند که می تواند درخواست HTTP ایجاد کند . سپس آن عملکرد را در request به صورت ثابت ذخیره می کنیم.
سپس با استفاده از عملکرد request() درخواست HTTP را انجام می دهیم. اکنون بیایید با افزودن تغییرات هایلایت شده ، داده های درخواست HTTP را برای چاپ به کنسول ارسال کنیم:
callbackMovies.js
const request = require(‘request’);

request(‘https://ghibliapi.herokuapp.com/films’, (error, response, body) => {
if (error) {
console.error(`Could not send request to API: ${error.message}`);
return;
}

if (response.statusCode != 200) {
console.error(`Expected status code 200 but received ${response.statusCode}.`);
return;
}

در این آموزش ، شما یاد گرفتید که چگونه JavaScript توابع اجرایی و مدیریت عملیات ناهمزمان را با حلقه رویداد کنترل می کند. سپس برنامه هایی را نوشتید که پس از درخواست HTTP برای داده های فیلم با استفاده از تکنیک های مختلف برنامه نویسی ناهمگام ، فایل CSV ایجاد کرده اند. ابتدا ، از رویکرد منسوخ بر اساس callback استفاده کردید. سپس از promise ها ، و در نهایت async/await استفاده کردید که ترکیب promise را خلاصه تر میکند.
با درک کنونی خود از کد ناهمزمان با Node.js ، می توانید برنامه هایی را تهیه کنید که از برنامه نویسی ناهمزمان بهره مند میشوند ، مانند برنامه هایی که به تماس های API وابسته اند. به این لیست از API های عمومی نگاهی بیندازید. برای استفاده از آنها ، شما باید درخواستهای HTTP ناهمزمان مانند آنچه در این آموزش انجام دادیم را ایجاد کنید. برای مطالعه بیشتر ، سعی کنید برنامه ای بسازید که از این API ها استفاده کند تا تکنیک هایی را که در اینجا آموخته اید تمرین کنید.

از این لینک ها زیر می توانید آمورش های بیشتری برای لینوکس پیدا کنید :

نحوه نصب Nginx در CentOS 8 – استفاده از Cron برای خودکارسازی کارها در اوبونتو 18

پکیج کردن و انتشار برنامه Snap در اوبونتو 18 – نصب و استفاده ازRadamsa برای فوز کردن برنامه ها روی Ubuntu 18

استقرارهای تولید Node.js خود را با Shipit در CentOS 7 – نحوه راه اندازی Eclipse Theia Cloud IDE Platform در Debian 10

چگونگی استفاده از migrations و seeders دیتابیس – نحوه نصب Docker Compose در Debian 10

نحوه نصب R روی اوبونتو 18.04 – چگونه می توان با کتابخانه (library) درخواست ها در پایتون شروع به کار کرد

چگونه می توان هاست های مجازی Apache را در اوبونتو 18.04 – نحوه اجرای صفحه گذاری در MySQL با PHP روی اوبونتو 18.04

نصب پشته Nginx، MySQL، PHP LEMP در CentOS 8 – نحوه تنظیم پلتفرم Eclipse Theia Cloud IDE در CentOS 7

نحوه نصب پشته یا استک Nginx ، MySQL ، PHP LEMP – بسته بندی برنامه Laravel 6 برای توسعه با Docker Compose

مراحل ایمن سازی Apache HTTP در FreeBSD 12 – بهینه سازی درخواست های MySQL با ذخیره سازی ProxySQL در اوبونتو 16

درک Objectهای Map و Set در JavaScript – استفاده از Ansible برای نصب و راه اندازی وردپرس با LAMP در اوبونتو 18

نحوه راه اندازی Eclipse Theia Cloud IDE در اوبونتو – چگونه می توان پلتفرم کد سرور Cloud IDE را در اوبونتو 18.04