这篇文章主要介绍了nodejs中的fiber（纤程）库详解,本文讲解了node-fibers的安装、API介绍、方法使用示例等内容,需要的朋友可以参考下

   

fiber/纤程

在操作系统中，除了进程和线程外，还有一种较少应用的纤程（fiber，也叫协程）。纤程常常拿来跟线程做对比，对于操作系统而言，它们都是较轻量级的运行态。通常认为纤程比线程更为轻量，开销更小。不同之处在于，纤程是由线程或纤程创建的，纤程调度完全由用户代码控制，对系统内核而言，是一种非抢占性的调度方式，纤程实现了合作式的多任务；而线程和进程则受内核调度，依照优先级，实现了抢占式的多任务。另外，系统内核是不知道纤程的具体运行状态，纤程的使用其实是比较与操作系统无关。

在node中，单线程是仅针对javascript而言的，其底层其实充斥着多线程。而如果需要在javascript中实现多线程，一种常见的做法是编写C++ addon，绕过javascript的单线程机制。不过这种方法提升了开发调试的难度和成本。像其他很多脚本语言，我们也可以把纤程的概念引入到node中。

node-fibers

node-fibers这个库就为node提供了纤程的功能。多线程方面没有测试出理想的结果，不过在异步转同步作用显著，也许在减少node调用堆栈、无限递归方面也会有价值可挖。本文档主要介绍 node-fibers库的使用方法和异步转同步等内容。

安装

node-fibers是采用C语言编写，直接下载源码需要编译，通常直接npm安装即可：

代码如下: 
npm install fibers

 

fibers库的使用

API

1.Fiber(fn)/ new Fiber(fn):

创建一个纤程，可以当成构造函数使用，也可以当成普通函数调用。如下例：

代码如下:
function fibo(n) {
return n > 1 ? fibo(n - 1) + fibo(n - 2) : 1;
}
Fiber(function () {
console.log(fibo(40));
});

 

当 run()调用的时候，纤程启动，并为 fn分配新的堆栈， fn会在这个新的堆栈上运行，直到 fn有返回值或调用 yield()。 fn返回后或调用 yield()后，堆栈重置，当再次调用 run()时，纤程会再次启动， fn运行于首次分配的堆栈中。

2.Fiber.current:

获得当前纤程，并可对其进行操作。如果指定一个变量与其相关联，请务必确保此纤程能够释放，否则V8的垃圾回收机制会一直忽略这部分的内存，造成内存泄漏。

3.Fiber.yield(param):

前面的说明中已经提及过这个函数。 yield()方法用于中断纤程，一定程度上类似 return。一旦执行 yield()，则此 Fiber中后续代码将没有机会执行，例如：

 

代码如下:
var fiber = Fiber(function () {
console.log("Fiber Start");
Fiber.yield();
console.log("Fiber Stop");
}).run();
// 输出: "Fiber Start"

 

执行后只会输出“Fiber Start”，后一个输出命令没有执行。如果向 yield()传入参数，那么此参数作为 run()的返回值。

代码如下:
var fiber = Fiber(function () {
Fiber.yield("success");
}).run();
console.log(fiber); // -> "success"

 

4.Fiber.prototype.run(param):

这个方法已经很熟悉了，之前隐约有提及调用 run()的两种时态，一是Fiber未启动时，一时Fiber被yield时。在这两种时态下， run()的行为并不太一样。
当Fiber未启动时， run()接受一个参数，并把它传递给 fn，作为其参数。当Fiber处理yielding状态时， run()接受一个参数，并把它作为 yield()的返回值，fn并不会从头运行，而是从中断处继续运行。关于 fn、 yield、 run三者的参数、返回值等关系，可以通过下面的小例子来说明：

 

代码如下:
var Fiber = require('fibers');
var fiber = Fiber(function (a) {
console.log("第一次调用run:");
console.log("fn参数为："+a);
var b = Fiber.yield("yield");
console.log("第二次调用run:");
console.log("fn参数为："+a);
console.log("yield返回值为："+b);
return "return";
});
// 第一次运行run()
var c=fiber.run("One");
// 第二次运行run()
var d=fiber.run("Two");
console.log("调用yield，run返回："+c);
console.log("fn运行完成，run返回："+d);

 

输出如下：

 

代码如下:
/*
第一次调用run:
fn参数为：One
第二次调用run:
fn参数为：One
yield返回值为：Two
调用yield，run返回：yield
fn运行完成，run返回：return
*/

 

从上面例子中，可以很明显看出 yield的使用方法与现在的javascript的语法相当不同。在别的语言中（C#、Python等）已经实现了 yield关键字，作为迭代器的中断。不妨在node上也实现一个迭代器，具体体会一下 yield的使用。还是以开头的斐波那契数列为例：

代码如下:
var fiboGenerator = function () {
var a = 0, b = 0;
while (true) {
if (a == 0) {
a = 1;
Fiber.yield(a);
} else {
b += a;
b == a ? a = 1 : a = b - a;
Fiber.yield(b);
}
}
}
var f = new Fiber(fiboGenerator);
f.next = f.run;
for (var i = 0; i < 10; i++) {
console.log(f.next());
}

 

输出为：

代码如下:
/*
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
*/

 

有两个问题需要留意，第一， yield说是方法，更多地像关键字，与 run不同， yield不需要依托Fiber实例，而 run则需要。如果在Fiber内部调用 run，则一定要使用： Fiber.current.run()；第二， yield本身为javascript的保留关键字，不确定是否会、何时会启用，所以代码在将来可能会面临变更。

5.Fiber.prototype.reset():

我们已经知道Fiber可能存在不同的时态，同时会影响 run的行为。而 reset方法则不管Fiber处理什么状态，都恢复到初始状态。随后再执行 run，就会重新运行 fn。

6.Fiber.prototype.throwInto(Exception):

本质上 throwInto会抛出传给它的异常，并将异常信息作为 run的返回值。如果在Fiber内不对它抛出的异常作处理，异常会继续冒泡。不管异常是否处理，它会强制 yield，中断Fiber。

future库的使用

在node中直接使用Fiber并不一直是合理的，因为Fiber的API实在简单，实际使用中难免会产生重复冗长的代码，不利于维护。推荐在node与Fiber之间增加一层抽象，让Fiber能够更好地工作。 future库就提供了这样一种抽象。 future库或者任何一层抽象也许都不是完美的，没有谁对谁错，只有适用不适用。比如， future库向我们提供了简单的API能够完成异步转同步的工作，然而它对封装 generator （类似上面的斐波那契数列生成器）则无能为力。

future库不需要单独下载安装，已经包含在 fibers库中，使用时只需要 var future=require('fibers/future') 即可。

API

1.Function.prototype.future():

给 Function类型添加了 future方法，将function转化成一个“funture-function”。

代码如下:
var futureFun = function power(a) {
return a * a;
}.future();
console.log(futureFun(10).wait());

 

实际上 power方法是在Fibel内执行的。不过现有版本的 future有bug，官方没有具体的说明，如果需要使用此功能，请删除掉 future.js的第339行和第350行。

2.new Future()

Future对象的构造函数，下文详细介绍。

3.Future.wrap(fn, idx)

wrap方法封装了异步转同步的操作，是 future库中对我们最有价值的方法。 fn表示需要转换的函数， idx表示 fn接受的参数数目，认为其 callback方法为最后一个参数（这边API的制定颇有争议，有人倾向传递 callback应该处于的位置，好在 wrap方法比较简单，可以比较容易修改代码）。看一个例子就能了解 wrap的用法：

代码如下:
var readFileSync = Future.wrap(require("fs").readFile);
Fiber(function () {
var html = readFileSync("./1.txt").wait().toString();
console.log(html);
}).run();

 

从这个例子中可以看出Fiber异步转同步确实非常有效，除了语法上多了一步 .wait()外，其他已经 fs提供的 fs.readFileSync方法别无二致了。

4.Future.wait(futures):

这个方法前面已经多次看到了。顾名思义，它的作用就是等待结果。如果要等待一个future的实例的结果，直接调用 futureInstance.wait()即可；如果需要等待一系列future实例的结果，则调用 Future.wait(futuresArray)。需要注意的是，在第二种用法中，一个future实例在运行时出现错误， wait方法不会抛出错误，不过我们可以使用 get()方法直接获取运行结果。

5.Future.prototype.get():

get()的用法与 wait()的第一种方式很像，所不同的是， get