Введение в колбэк-функции в JavaScript
При изучении программирования мы привыкаем мыслить последовательно: строки кода выполняются по порядку. Для многих языков это утверждение верно на 100%, но всё начинает меняться, когда речь заходит про асинхронное программирование.
Это статья о том, как работают и зачем нужны колбэк-функции в JavaScript. Это одна из важнейших тем программирования на JavaScript, и ни одна более-менее серьёзная программа не обойдется без применения колбэк-функций.
Что такое колбэк-функция
Колбэк-функция или функция обратного вызова — функция, предназначенная для отложенного выполнения. Проще говоря, она должна быть выполнена после завершения работы другой функции. Чтобы стало понятнее, разберём пример с заказом пиццы.
Колбэк (callback) переводится как «Перезвоните». Действительно, принцип работы колбэков схож с заказом обратного телефонного звонка. Представьте, что вы звоните оператору для заказа пиццы, но срабатывает автоответчик, где приятный голос просит оставаться на линии, пока не освободится оператор, или предлагает заказать обратный звонок. Когда оператор освободится — он перезвонит и примет заказ.
Это прекрасная аналогия для понимания принципов работы колбэков и асинхронности. Вместо ожидания ответа оператора, мы можем заказать обратный звонок и заниматься другими делами. Как только произойдёт колбэк (нам перезвонили), мы сможем выполнить задуманное — заказать пиццу.
Как писать код для колбэков
Посмотрим на колбэки с практической стороны.
Выше мы сказали, что колбэки неразрывно связаны с асинхронностью и позволяют «запланировать» действие, которое будет совершено после выполнения какого-то другого, возможно длительного действия. Пример с заказом пиццы это прекрасно илюстрирует. Давайте посмотрим, как это может выглядеть в коде, но для начала взглянем на синхронный код:
// Приготовление пиццы. Длительный процесс const newPizza = makePizza('pepperoni'); // Читаем книгу пока готовят пиццу readBook(); // Съедаем пиццу eatPizza(newPizza); Что в этом коде больше всего бросается в глаза? Правильно — последовательность. Здесь представлен синхронный код, который будет выполнятся последовательно:
- Мы ждём, пока для нас приготовят пиццу «Пепперони».
- Затем мы читаем книгу.
- Наконец-таки откладываем книгу в сторону и ужинаем пиццей.
Проблема видна невооруженным глазом — пока готовится пицца, мы вынуждены ждать и ничего не делать. Строка readBook() будет выполнена только после приготовления пиццы. Фактически мы начнём читать книгу после приготовления пиццы, а не во время готовки.
Само собой, в реальном мире вместо выпекания пиццы может быть любой долгий процесс, например, запрос на получение данных с сервера.
Такой запрос не выполняется мгновенно: браузеру понадобится время, чтобы найти IP-адрес сервера, установить соединение, передать запрос, дождаться ответа и т. д. Все эти действия занимают разное количество времени. Временные задержки будут постоянно отличаться и зависеть от скорости соединения с сетью, времени выполнения запроса на сервере и некоторых других факторов.
Синхронные запросы к серверу будут блокировать дальнейшее выполнение веб-приложения, и это уже очень плохо. Представьте, что каждый раз при отправке запроса к серверу интерфейс вашего приложения становится полностью недоступным.
Эту проблему решает асинхронность, и длительные операции лучше выполнять именно асинхронно. В этом варианте мы как бы откладываем длительную операцию «на потом» и вместо ожидания завершения выполняем другой код. В этой схеме прозрачно всё, кроме вопроса: «Как выполнить код после завершения асинхронной операции?». Ответ прост — функции обратного вызова.
В JavaScript функции являются объектами высшего порядка. Это означает, что функции можно передавать в другие функции в виде параметров или возвращать в виде результата выполнения.
const foo = function () < return 'Hello, world!'; >// Вызываем функцию и выводим результат в консоль console.log(foo()); // Hello, world // Выводим функцию в консоль без вызова console.log(foo); // ƒ ()
В первом случае мы вызываем функцию foo при помощи круглых скобок и выводим результат выполнения в консоль. Во втором примере мы не делаем вызов функции (обратите внимание на отсутствие круглых скобок), и в консоль выводится содержимое функции. Выходит, нам ничего не мешает передать функцию в виде параметра для других функций:
const runIt = function (fn) < return fn(); // Вызываем функцию, переданную в качестве параметра >console.log(runIt(foo)); // Hello, world Мы передали функцию foo в виде параметра и вызывали её внутри функции runIt . Вызов функции мы сделали стандартным образом — применяя круглые скобки.
Что в итоге? Мы передали ссылку на функцию в виде параметра и вызвали её внутри другой функции. В этом и заключается идея колбэков: мы передаем в виде параметров функции, которые будут вызваны «когда-нибудь потом».
И снова пицца
Вернёмся к примеру с приготовлением пиццы. Попробуем поэкспериментировать с кодом и перевести его на асинхронные рельсы. Напомню, наша задача — попросить приготовить пиццу, и читать книгу, пока пицца не будет готова.
const makePizza = function (title, cb) < console.log(`Заказ на приготовление пиццы «$» получен. Начинаем готовить…`); setTimeout(cb, 3000); > const readBook = function () < console.log('Читаю книгу «Колдун и кристалл»…'); >const eatPizza = function () < console.log('Ура! Пицца готова, пора подкрепиться.'); >makePizza('Пеперонни', eatPizza); readBook(); Это рабочий код, попробуйте выполнить его в консоли и посмотреть на результат вывода. Он будет таким:
Заказ на приготовление пиццы «Пепперони» получен. Начинаем готовить… Читаю книгу «Колдун и кристалл»… // Здесь будет пауза Ура! Пицца готова, пора подкрепиться. Функция makePizza выполняется мгновенно, и сразу за ней последовал вызов readBook . Пока мы читали книгу, приготовилась пицца, и произошёл вызов функции eatPizza из функции makePizza . Задержку выполнения мы сделали искусственно с помощью setTimeout .
Как видите, ничего сверхъестественного в колбэках нет. Это обычная функция, которая будет выполнена не сейчас, а когда-нибудь потом. «Когда-нибудь» — не преувеличение. Мы не можем сказать, в какой момент времени это случится, но можем сказать, после какой именно функции — после выполнения функции приготовлении пиццы.
«Доктайп» — журнал о фронтенде. Читайте, слушайте и учитесь с нами.
Коллбэк в JavaScript… Что за зверь?
Если вы не очень хорошо представляете себе — что такое «коллбэки», и как ими пользоваться в JavaScript, сейчас у вас есть шанс их понять и научиться с ними работать.
Перейдём сразу к делу. Коллбэк — это функция, которая должна быть выполнена после того, как другая функция завершит работу. Отсюда и название, которое, в английском написании, может быть представлено как «call back», хотя обычно это — «callback». Среди вариантов перевода этого слова — «обратный вызов». В русскоязычных публикациях, допускающих использование жаргона программистов, весьма распространена калька с оригинального названия: «коллбэк». Если же обойтись без жаргона, то о чём мы говорим, называется «функция обратного вызова».
Углубившись, для объяснения сущности функций обратного вызова, в особенности JavaScript, можно сказать, что функции в JS — это объекты. Поэтому функции могут принимать другие функции в качестве аргументов и возвращать их в качестве результатов. Функции, которые работают подобным образом, называют функциями высшего порядка. Коллбэками же обычно называют функции, передаваемые другим функциям в качестве аргументов.
Зачем нужны функции обратного вызова?
Коллбэки нужны по одной очень важной причине: JavaScript — это язык, в котором огромную роль играют события. Это означает, что вместо того, чтобы ожидать, скажем, результата выполнения некоей функции, остановив при этом все остальные операции, JavaScript-программа работает, наблюдая за событиями и реагируя на них.
Взглянем на простой пример:
function first() < console.log(1); >function second() < console.log(2); >first(); second();Как можно ожидать, функция first() выполняется первой, а функция second() — второй. Запуск этого кода приводит к тому, что в консоль будет выведено следующее:
Пока, надеемся, всё понятно, но что, если функция first() содержит код, который нельзя выполнить немедленно? Например, там есть обращение к некоему API, причём, сначала нужно отправить запрос, а потом дождаться ответа? Для того, чтобы это сымитировать, воспользуемся функцией setTimeout() , которая применяется в JavaScript для вызова других функций с заданной задержкой. Мы собираемся отложить вызов функции на 500 миллисекунд.
Вот что получилось теперь:
function first()< // Имитируем задержку setTimeout( function()< console.log(1); >, 500 ); > function second() < console.log(2); >first(); second();Для наших целей особенности работы setTimeout() сейчас неважны. Главное — обратите внимание на то, что вызов console.log(1) будет выполнен с задержкой.
Вот что произойдёт при запуске этого кода:
Несмотря на то, что функция first() была вызвана первой, сначала в лог попало то, что выводит функция second() .
Это не значит, что JavaScript вызывает функции не в том порядке, в котором мы расположили их вызовы в коде. Смысл в том, что система переходит к исполнению функции second() , не дожидаясь ответа от функции first() .
В ситуациях, когда, вызвав некую функцию, нельзя быть уверенным в том, что программа продолжит работу только получив ответ от неё, использование функций обратного вызова — это подход, позволяющий гарантировать то, что некий фрагмент кода будет вызван только после того, как какой-то другой код завершит выполнение. Например, такое постоянно происходит в любой программе, которая так или иначе взаимодействует с внешним миром — скажем, с веб-сервисами.
Создаём функцию обратного вызова
Создадим собственную функцию обратного вызова.
Для начала — откройте консоль разработчика Chrome ( Ctrl + Shift + J в Windows, или Cmd + Option + J в Mac) и введите следующее:
function doHomework(subject) < alert(`Starting my $homework.`); >Тут мы объявили функцию doHomework() . Эта функция принимает одну переменную — название предмета, по которому некто делает домашнюю работу. Вызовите функцию, введя в консоли следующее:
doHomework('math'); // Выводит сообщение: Starting my math homework.Теперь добавим, в качестве второго аргумента функции doHomework() , параметр callback , который будем использовать для того, чтобы передать doHomework() функцию обратного вызова. Теперь код будет выглядеть так:
function doHomework(subject, callback) < alert(`Starting my $homework.`); callback(); >Вызовем обновлённую функцию следующими образом:
Сначала будет выведено сообщение с текстом Starting my math homework. , потом — с текстом Finished my homework .
Функции обратного вызова совсем необязательно создавать непосредственно при вызове функций, которым они передаются. Такую функцию можно объявить и где-нибудь в коде:
function doHomework(subject, callback) < alert(`Starting my $homework.`); callback(); > function alertFinished() < alert('Finished my homework'); >doHomework('math', alertFinished);После вызова функции doHomework() всё будет выглядеть точно так же, как в предыдущем примере. Различия заключаются лишь в том, как мы работаем с функцией обратного вызова.
Как вы можете видеть, тут, в качестве аргумента при вызове функции doHomework() , использовано имя функции alertFinished() .
Функции обратного вызова в реальных проектах
Для программного взаимодействия с популярной социальной сетью Twitter используется специальное API. Выполняя обращения к этому API, мы вынуждены ждать ответа, и только после его получения можем выполнять с тем, что придёт от Twitter, какие-то действия. Вот материал, где рассмотрена работа с Twitter API в среде Node.js с использованием NPM-пакета twitter.
Рассмотрим фрагмент кода из этого материала. Полагаем, он является отличной демонстрацией практического применения функций обратного вызова.
T.get('search/tweets', params, function(err, data, response) < if(!err)< // Именно здесь можно работать с тем, что вернёт нам Twitter >else < console.log(err); >>) T.get()— это функция, которая выполняет get-запрос к Twitter API. У функции три аргумента. Первый — ‘search/tweets’ , представляет собой маршрут запроса. Здесь мы собираемся выполнить поиск по твитам. Второй аргумент — params — это параметры поиска. Третий аргумент — анонимная функция, которая и является функцией обратного вызова.
Функция обратного вызова здесь весьма важна, так как, прежде чем продолжать работу, нужно дождаться ответа от сервера. Неизвестно, будет ли обращение к API успешным, поэтому, после отправки параметров поиска по маршруту search/tweet с помощью get-запроса, приходится ждать. Как только Twitter ответит на запрос, будет выполнена функция обратного вызова. Если что-то пошло не так, в ней мы получим объект ошибок ( err ). Если запрос обработан нормально, в аргументе err будет значение, эквивалентное false , а значит, во-первых, будет исполнена ветвь if условного оператора, а во-вторых — можно будет рассчитывать на то, что в объекте response окажутся некие полезные данные, с которыми уже можно что-то делать.
Итоги
Надеемся, наш рассказ о функциях обратного вызова в JavaScript оказался полезен тем, кто не очень хорошо в них разбирался. На самом деле, то, о чём мы здесь говорили — это лишь вершина айсберга. Однако теперь, поняв основы, вы можете расширять и углублять свои знания в этой области.
Уважаемые читатели! Если вы из тех, кто, до чтения этого материала, плохо представлял себе, что такое функции обратного вызова в JS, скажите — стало понятнее? А если коллбэки для вас — обычное дело, просим поделиться опытом с новичками.