【Node.js异步编程：回调、Promise与async/await详解及框架选型指南】

一、异步编程的核心价值

1.1 单线程事件循环

// 回调函数示例
fs.readFile('file.txt', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

1.2 异步模式演进

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二、核心模式详解

2.1 回调函数陷阱

// 回调地狱示例
function doWork() {
  fs.readFile('file1.txt', (err, data1) => {
    if (err) return handleError(err);
    fs.readFile('file2.txt', (err, data2) => {
      if (err) return handleError(err);
      console.log(data1 + data2);
    });
  });
}

2.2 Promise链式调用

// 重构为Promise
const readAsync = (file) => 
  new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(file, (err, data) => 
      err ? reject(err) : resolve(data)
    );
  });

readAsync('file1.txt')
  .then(data1 => readAsync('file2.txt'))
  .then(data2 => console.log(data1 + data2))
  .catch(err => console.error(err));

2.3 async/await优雅实现

// 异步函数封装
async function processFiles() {
  try {
    const data1 = await readAsync('file1.txt');
    const data2 = await readAsync('file2.txt');
    console.log(data1 + data2);
  } catch (err) {
    console.error(err);
  }
}

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三、模式对比实战

3.1 核心特性对比

维度	回调函数	Promise	async/await
可读性	低（嵌套层级高）	中（链式调用）	高（同步风格）
错误处理	难（层层传递）	改善（统一catch）	优秀（try/catch）
性能开销	基础	略高（链式创建）	最高（函数封装）
兼容性	全版本支持	ES6+	ES7+

3.2 性能测试数据

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四、框架选型实战

4.1 选择回调的场景

// 流式处理示例
const http = require('http');
http.createServer((req, res) => {
  fs.createReadStream('largefile.txt')
    .pipe(res); // 回调驱动流式传输
}).listen(3000);

4.2 Promise的中间场景

// 跨库兼容场景
const promiseDB = (sql) => 
  new Promise((resolve, reject) => {
    oldDB.query(sql, (err, results) => 
      err ? reject(err) : resolve(results)
    );
  });

4.3 async/await的现代方案

// 全栈异步处理
async function handleRequest(req, res) {
  try {
    const user = await db.getUser(req.session.userId);
    const orders = await db.getOrders(user.id);
    res.send({ user, orders });
  } catch (err) {
    res.status(500).send('Error');
  }
}

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五、性能优化技巧

5.1 并发控制优化

// Promise.all优化批量请求
const urls = ['api1', 'api2', 'api3'];
Promise.all(urls.map(url => fetch(url)))
  .then(responses => Promise.all(responses.map(r => r.json())))
  .then(data => console.log(data));

5.2 错误边界设计

// async/await错误处理最佳实践
async function safeFunc() {
  try {
    await riskyOperation();
  } catch (err) {
    sentry.captureException(err);
    throw err;
  }
}

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六、常见问题解决方案

6.1 回调地狱解救方案

// 使用模块化拆分
function readFile1() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile('file1.txt', (err, data) => 
      err ? reject(err) : resolve(data)
    );
  });
}

function readFile2() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile('file2.txt', (err, data) => 
      err ? reject(err) : resolve(data)
    );
  });
}

6.2 Promise死锁问题

// 避免Promise链断裂
new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve('data'), 1000);
}).then(data => {
  console.log(data); // 必须返回或抛出异常
});

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七、总结与选型建议

7.1 选型决策树

7.2 最佳实践

# 推荐开发工作流
npm install @types/node --save-dev
npm run build -- --target ES2017

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