回调函数(callback)是什么?一文理解回调函数(callback)

回调函数是一种特殊的函数,它作为参数传递给另一个函数,并在被调用函数执行完毕后被调用。回调函数通常用于事件处理、异步编程和处理各种操作系统和框架的API。

基本概念:

  1. 回调:指被传入到另一个函数的函数。
  2. 异步编程:指在代码执行时不会阻塞程序运行的方式。
  3. 事件驱动:指程序的执行是由外部事件触发而不是顺序执行的方式。

回调函数是一种常见的编程技术,它可以在异步操作完成后调用一个预定义的函数来处理结果。回调函数通常用于处理事件、执行异步操作或响应用户输入等场景。

回调函数的作用是将代码逻辑分离出来,使得代码更加模块化和可维护。使用回调函数可以避免阻塞程序的运行,提高程序的性能和效率。另外,回调函数还可以实现代码的复用,因为它们可以被多个地方调用。

回调函数的使用场景包括:

  1. 事件处理:回调函数可以用于处理各种事件,例如鼠标点击、键盘输入、网络请求等。
  2. 异步操作:回调函数可以用于异步操作,例如读取文件、发送邮件、下载文件等。
  3. 数据处理:回调函数可以用于处理数据,例如对数组进行排序、过滤、映射等。
  4. 插件开发:回调函数可以用于开发插件,例如 WordPress 插件、jQuery 插件等。

回调函数是一种非常灵活和强大的编程技术,可以让我们更好地处理各种异步操作和事件。

回调函数可以通过函数指针或函数对象来实现。

函数指针是一个变量,它存储了一个函数的地址。当将函数指针作为参数传递给另一个函数时,另一个函数就可以使用这个指针来调用该函数。函数指针的定义形式如下:

例如,假设有一个回调函数需要接收两个整数参数并返回一个整数值,可以使用以下方式定义函数指针:

然后,可以将一个实际的函数指针赋值给它,例如:

现在,可以将这个函数指针传递给其他函数,使得其他函数可以使用这个指针来调用该函数。

除了函数指针,还可以使用函数对象来实现回调函数。函数对象是一个类的实例,其中重载了函数调用运算符 ()。当将一个函数对象作为参数传递给另一个函数时,另一个函数就可以使用这个对象来调用其重载的函数调用运算符。函数对象的定义形式如下:

例如,假设有一个回调函数需要接收两个整数参数并返回一个整数值,可以使用以下方式定义函数对象:

然后,可以将这个函数对象传递给其他函数,使得其他函数可以使用这个对象来调用其重载的函数调用运算符。

回调函数的实现方法有多种,其中一种常见的方式是使用匿名函数/lambda表达式。

Lambda表达式是一个匿名函数,可以作为参数传递给其他函数或对象。在C++11之前,如果想要传递一个函数作为参数,需要使用函数指针或者函数对象。但是这些方法都比较繁琐,需要显式地定义函数或者类,并且代码可读性不高。使用Lambda表达式可以简化这个过程,使得代码更加简洁和易读。

下面是一个使用Lambda表达式实现回调函数的例子:

在上面的例子中,我们定义了一个forEach函数,接受一个vector和一个回调函数作为参数。回调函数的类型是void()(int),即一个接受一个整数参数并且返回void的函数指针。在main函数中,我们使用了Lambda表达式来作为回调函数的实现,即[](int i){std::cout << i << \” \”;}。Lambda表达式的语法为{/ lambda body */},其中[]表示Lambda表达式的捕获列表,即可以在Lambda表达式中访问的外部变量;{}表示Lambda函数体,即Lambda表达式所要执行的代码块。

在使用forEach函数时,我们传递了一个Lambda表达式作为回调函数,用于输出vector中的每个元素。当forEach函数调用回调函数时,实际上是调用Lambda表达式来处理vector中的每个元素。这种方式相比传递函数指针或者函数对象更加简洁和易读。

使用Lambda表达式可以方便地实现回调函数,使得代码更加简洁和易读。但是需要注意Lambda表达式可能会影响代码的性能,因此需要根据具体情况进行评估和选择。

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异步编程中的回调函数:网络编程中,当某个连接收到数据后,可以使用回调函数来处理数据。

例如:

回调函数在GUI编程中的应用:GUI编程中,当用户触发了某个操作时,可以使用回调函数来处理该操作。

例如:

事件处理程序中的回调函数:多线程编程中,当某个线程完成了一次任务后,可以使用回调函数来通知主线程。

例如:

优点:

  • 提高代码的复用性和灵活性:回调函数可以将一个函数作为参数传递给另一个函数,从而实现模块化编程,提高代码的复用性和灵活性。
  • 解耦合:回调函数可以将不同模块之间的关系解耦,使得代码更易于维护和扩展。
  • 可以异步执行:回调函数可以在异步操作完成后被执行,这样避免了阻塞线程,提高应用程序的效率。

缺点:

  • 回调函数嵌套过多会导致代码难以维护:如果回调函数嵌套层数过多,代码会变得非常复杂,难以维护。
  • 回调函数容易造成竞态条件:如果回调函数中有共享资源访问,容易出现竞态条件,导致程序出错。
  • 代码可读性差:回调函数的使用可能会破坏代码的结构和可读性,尤其是在处理大量数据时。

小结:代码灵活、易于扩展,但是不易于阅读、容易出错。

回调函数和闭包之间存在着紧密的关系。回调函数是一个函数,在另一个函数中被作为参数传递,并在该函数执行完后被调用。闭包是由一个函数及其相关的引用环境组合而成的实体,可以访问函数外部的变量。

在某些情况下,回调函数需要访问到它所在的父函数的变量,这时就需要使用闭包来实现。通过将回调函数放在闭包内部,可以将父函数的变量保存在闭包的引用环境中,使得回调函数能够访问到这些变量。同时,闭包还可以保证父函数中的变量在回调函数执行时不会被销毁,从而确保了回调函数的正确性。

因此,回调函数和闭包是一对密切相关的概念,常常一起使用来实现复杂的逻辑和功能。

C++回调函数和Promise都是异步编程的实现方式。

回调函数是一种将函数作为参数传递给另一个函数,在异步操作完成后执行的技术。在C++中,回调函数通常使用函数指针或函数对象来实现。当异步操作完成后,会调用注册的回调函数,以便执行相应的处理逻辑。

而Promise则是一种更加高级的异步编程模式,它通过解决回调地狱问题,提供了更加优雅和简洁的异步编程方式。Promise可以将异步操作封装成一个Promise对象,并通过链式调用then()方法来注册回调函数,以及catch()方法来捕获异常。当异步操作完成后,Promise会自动根据操作结果触发相应的回调函数。

因此,可以说C++回调函数和Promise都是异步编程的实现方式,但是Promise提供了更加高级和优雅的编程模式,能够更好地管理异步操作和避免回调地狱问题。

回调函数和观察者模式都是用于实现事件驱动编程的技术。它们之间的关系是,观察者模式是一种设计模式,它通过定义一种一对多的依赖关系,使得一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。而回调函数则是一种编程技术,它允许将一个函数作为参数传递给另一个函数,在执行过程中调用这个函数来完成特定的任务。

在观察者模式中,当一个被观察的对象发生改变时,会遍历所有的观察者对象,调用其定义好的更新方法,以进行相应的操作。这里的更新方法就可以看做是回调函数,因为它是由被观察对象调用的,并且在执行过程中可能需要使用到一些外部参数或上下文信息。因此,可以说观察者模式本身就包含了回调函数的概念,并且借助回调函数来实现观察者模式的具体功能。

回调函数需要遵循以下几个原则:

  1. 明确函数的目的和作用域。回调函数应该有一个清晰的目的,同时只关注与其作用范围相关的任务。
  2. 确定回调函数的参数和返回值。在定义回调函数时,需要明确它所需的参数和返回值类型,这样可以使调用方更容易使用。
  3. 谨慎处理错误和异常。回调函数可能会引发一些异常或错误,需要使用 try-catch 块来处理它们,并给出相应的警告。
  4. 确保回调函数不会导致死锁或阻塞。回调函数需要尽可能快地执行完毕,以避免影响程序的性能和稳定性。
  5. 使用清晰且易于理解的命名规则。回调函数的命名应该清晰、简洁,并尽可能说明其功能和意义。
  6. 编写文档和示例代码。良好的文档和示例代码可以帮助其他开发者更容易地使用回调函数,同时也有助于提高代码的可维护性和可重用性。
  7. 遵循编码规范和最佳实践。 编写高质量的回调函数需要遵守编码规范和最佳实践,例如使用合适的命名规则、注释代码等。

回调函数的命名规范没有固定的标准,但是根据通用惯例和编码规范,回调函数的命名应该能够反映函数的作用和功能,让其他开发者能够快速理解并使用。

  1. 使用动词+名词的方式来描述回调函数的作用,例如onSuccess、onError等。
  2. 如果回调函数是用于处理事件的,可以以handleEvent或者onEvent作为函数名。
  3. 如果回调函数是用于处理异步操作完成后的结果,可以以onComplete或者onResult作为函数名。
  4. 在命名时要注意保持简洁明了,不要过于冗长,也不要使用缩写或者不清晰的缩写。
  5. 尽量使用有意义的单词或者短语作为函数名,不要使用无意义的字母或数字组合。
  6. 与代码中其他的函数名称保持一致,尽量避免出现命名冲突的情况。

回调函数的参数设计取决于回调函数所需执行的操作和数据。一般来说,回调函数需要接收至少一个参数,通常是处理结果或错误信息。其他可选参数根据需要添加。

例如,如果回调函数是用于处理异步请求的,则第一个参数可能是错误信息(如果存在),第二个参数则是请求返回的数据。另外,也可以将回调函数的上下文传递给该函数作为参数,以便在回调函数中使用。

假设有一个函数 process_data 用于处理数据,但是具体的处理方式需要根据不同的情况进行定制化。这时候我们可以使用回调函数来实现。

回调函数的参数设计如下:

其中,data 表示要处理的数据,len 表示数据的长度,callback 是一个函数指针,用于指定处理完数据后的回调函数。回调函数的形式如下:

在 process_data 函数中,首先会对数据进行处理,然后将处理结果传递给回调函数进行处理。具体实现如下:

使用示例:

回调函数是一种常见的编程模式,主要内容包括以下几个方面:

  • 回调函数的定义:回调函数是一个作为参数传递给其他函数的函数,它能够被异步调用以处理某些事件或完成某些任务。
  • 回调函数的使用场景:回调函数通常用于异步编程中,例如在浏览器端的 AJAX 请求、Node.js 中的文件读写等场景中都会使用回调函数。
  • 回调函数的实现方式:回调函数可以通过直接传入函数名或者通过匿名函数的方式来实现。
  • 回调函数的错误处理:在回调函数中,需要对可能出现的错误进行处理,例如返回错误对象、抛出异常或通过回调函数传递错误信息等方式。
  • 回调函数的优缺点:回调函数可以提高代码的灵活性和可重用性,但也容易导致代码复杂度增加、嵌套过深等问题。

一句话彻底理解JS中的回调(Callback)函数

作为JS的核心,回调函数和异步执行是紧密相关的,也是必须跨过去的一道个门槛。

那么究竟什么是回调函数(Callback),其实回调函数并不复杂,明白两个重点即可:

1. 函数可以作为一个参数在传递到另一个函数中。

2. JS是异步编程语言。

简单地说JS代码的执行顺序并不完全是从上至下按部就班完成的。大多数语言都是同步编程语言,比如现在我们有3行代码,那么系统一定是一行一行按顺序向下执行的,第一行执行完了,执行第二行,紧跟着最后执行第三行。你可能会说这不是废话吗?且慢,在JS里则不尽然,比如有3行代码,并不是排在最前面的代码就是最先执行完毕的,很有可能是最后一行语句最先执行完,然后排在最前面的那行反而是最后执行完毕的,所以我们说JS是异步编程语言。

下面以node.js为例,举一个例子保证你在3步之内搞清楚究竟什么叫回调函数:

STEP 1:

以上代码不难理解,就是设置一个全局变量c = 0,然后执行writeFile函数(也就是写入一个文件input.txt),这个函数里面有一行c = 1,函数执行完毕之后再跳出来调用f()函数,f()函数很简单,就是把打印c的值。

按照 “正常” 逻辑:

1. 首先c=02. 然后调用writeFile() 函数 (该函数体内部有一句c = 1)3. 最后再调用f(c),打印c的值

因为调用writeFile()是在f(c)之前,所以c=1这条语句肯定是会被执行到,那么结果应该是1,但是万万想不到,结果竟然是0,明明在writeFile()里我们重新对c进行了赋值,为什么结果还是0呢?

因为程序运行到writeFile()这一行的时候,是一个比较耗时的IO操作(写文件),JS碰到这种操作并不会停在原地一直等待直到函数执行完毕,而是直接执行下一行代码:f(c),而此时,writeFile() 函数内部的 c = 1 其实并没有被执行,所以打印出来的结果还是0 !

那你肯定会说,要解决这个问题还不容易,我们把调用 f(c) 也放进writeFile函数里面不就行了呗!这样就能保证c = 1之后再调用f(c)了吧?想得没错,就这么简单:

STEP 2:

代码的逻辑不需要多说了吧,实在很简单,就是把f(c)放进了writeFile()里面,那么c=1必然会被执行到,然后才执行f(c),不用多说,结果肯定是显示为1。但是改成这样并不完美,因为这么做就相当于将f()\”焊死\”在writeFile()里了,如果此处最终想调用的函数不是f()而是别的其他函数咋整?难不成要写几个不同的writeFile(),而他们之间的区别仅仅是最后调用的那个函数不同?这样也太笨了吧,于是今天的主角:关键字callback登场了。

STEP 3:

经过改造后的代码出现了两次callback关键字,第一个callback出现在writeFile()的参数列表里,起定义的作用,表示这个参数并不是一个普通变量,而是一个函数。也就是前面所说的重点1,即所谓的“以函数为参数”。

第二个callback出现在c = 1下面,表示此处“执行”从参数列表里传递进来的那个函数。这样一来,writeFile()函数在执行完毕之后到底调用哪个函数就变“活”了,如果我们想writeFile()函数执行完之后并不是像第二个例子那样只能调用f(),而是还有别的函数比如说x() y() z(),那么只需要写成 writeFile(x), writeFile(y)… 就行了。

我相信你已经看明白上面的代码,因为实在并不高深,那么我们现在开始用一句话攻略做一个总结:

在大多数编程语言中,函数的形参总是由外往内向函数体传递参数,但在JS里如果形参是关键字\”callback\”则完全相反,它表示函数体在完成某种操作后由内向外调用某个外部函数。

有时候,我们会看到一些函数的形参列表里又出现一个函数定义的情况,初时一头雾水,其实只要你了解了上面的内容,看这种直接在函数调用的时候嵌入一个function的写法会很简单,其本质上仍然是回调函数,因为没有了函数名,所以也称匿名函数。

如本例如果要写成这种风格的话就是长成这样了:

writeFile()函数不变,只是在调用它的时候,直接将函数体嵌在参数列表里了,其作用跟上一个例子完全一样。其实在本例中,fs.writeFile() 函数后面也跟了一个匿名回调函数 function (err) {},这个函数表示当文件写入完毕后,就回调它,如果在写入过程中出现了错误,则通过变量err携带出来。我相信有了前面的铺垫,您应该能理解它的含义了,事实上这种写法在JS里是最常见的主流风格。

万事必有利弊,尽管回调函数很好地解决了异步执行的问题,但是当回调函数不止一层的时候,JS就会出现函数作为参数层层嵌套的可怕场景,导致代码的逻辑难以分析,这就是人们常说的“回调地狱”。因此,为了解决JS的异步执行回调地狱问题,人们又发明了一些其他解决方案,比如说Promises、Async functions等等,当然这又是一个冗长的话题了,在此暂且不表。

【补充】在JS里,当然也并非所有操作都是异步的,比如for循环,无论这个for循环需要耗时多长,系统也一定会等它转完之后才会执行下面的语句,这一点跟其他大部分同步语言是一致的。我所了解的会产生异步执行的操作大概有以下几种:

  1. 定时器
  2. 建立网络连接
  3. 读取网络流数据
  4. 向文件写入数据
  5. Ajax提交
  6. 请求数据库服务

Node.js与C++:napi调用JavaScript回调函数

前情提要 : 前段时间想要为一个基于 Electron 框架开发的应用编写一个原生模块,以便它能够调用 Win32 API。在这个过程中,需要处理涉及到 JavaScript 函数回调的问题,由于接触 Node.js 的时间比较少,还无法理解其中的精髓,因此被这个问题困扰了很久。

NAPI(Node-API)是用于构建 Node.js 原生插件的一种API,旨在提供一个稳定的、跨 Node.js 版本的应用程序二进制接口(ABI),使得开发人员可以编写一次插件代码,并且能够在不同版本的 Node.js 上运行而无需重新编译。它的目标是提供一致的接口,使得编写 Node.js 扩展更加容易。

node-addon-api 是一个仅包含头文件的 C++ 包装类,它简化了基于 C 的 Node-API 的使用。

(如何开发node模块网上已经有很多教程啦,这里就不多赘述啦orz)

开始的时候直接尝试使用Function类,Napi::Function 类提供了一些方法,可用于调用在 JavaScript 中创建并传递给插件的函数。

但是在我的代码中,获取传入回调函数的位置和调用回调函数的位置不在同一个函数中,并且这样写在调用的时候,程序闪退,错误信息为

复制代码

Fatal error in V8: v8::HandleScope::CreateHandle() Cannot create a handle without a HandleScope

看了一些文档也没有搞明白该怎么解决,尝试1大失败(流泪猫猫头.jpg)

由于回调的问题一直解决不了,之后想做的很多东西就都被搁置了。在一天摸鱼的时候突然看到:异步线程安全函数调用 和 调用线程安全的函数。

  • [in] env:调用 API 的环境。
  • [in] func:调用的 JavaScript 函数。
  • [in] async_resource:与将传递给可能的 async_hooks init 钩子 的异步工作关联的可选对象。
  • [in] async_resource_name:一个 JavaScript 字符串,用于为 async_hooks API 公开的诊断信息提供的资源类型提供标识符。
  • [in] max_queue_size:队列的最大大小。0 为无限制。
  • [in] initial_thread_count:初始获取数,即初始线程数,包括将使用此函数的主线程。
  • [in] thread_finalize_data:要传递给 thread_finalize_cb 的可选数据。
  • [in] thread_finalize_cb:napi_threadsafe_function 被销毁时调用的可选函数。
  • [in] context:附加到生成的 napi_threadsafe_function 的可选数据。
  • [in] call_js_cb:可选回调调用 JavaScript 函数以响应不同线程上的调用。详情查看napi_threadsafe_function_call_js
  • [out] result:异步线程安全的 JavaScript 函数。

(内心OS:顾名思义,创建一个线程安全的函数,虽然目前对这些参数还不是很清楚,但是现在可以先顺着 napi_threadsafe_function_call_js 这条线索走下去~)

与异步线程安全函数调用一起使用的函数指针。通过调用 napi_call_function,然后调用 JS 函数。

具体函数必须满足:

(内心OS:感觉这个函数像是具体JS回调函数的执行者,那怎么调用回调函数捏)

可以在任何调用JS回调函数的地方调用这个函数。

大概看了一下文档,就开始照猫画虎写自己的代码啦!!

  • 创建JS回调函数。(在我的代码中,我的CallbackInfo是一组Object。)
  • 创建napi_threadsafe_function_call_js
  • 调用JS回调函数
  • 在JS中调用原生模块

回调成功的时候简直忍不住在房间里旋转跳跃不停歇hhh

但是这次成功是有点运气在的,因为还是有很多没有解决的问题orz

仅作个人纪录,感谢所有写过相关文章的其他作者!!

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com

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