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jQuery源码分析之Callbacks详解_jquery

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May 16, 2016 pm 04:09 PM

jquery

代码的本质突出顺序、有序这一概念，尤其在javascript——毕竟javascript是单线程引擎。

javascript拥有函数式编程的特性，而又因为javascript单线程引擎，我们的函数总是需要有序的执行。优秀代码常常把函数切割成各自的模块，然后在某一特定条件下执行，既然这些函数是有序的执行，那么我们为什么不编写一个统一管理的对象，来帮助我们管理这些函数——于是，Callbacks（回调函数）诞生。

什么是Callbacks

javascript中充斥着函数编程，例如最简单的window.onload承接的就是一个函数，悲催的是window.onload直接赋值的话只能接收一个函数，如果有好几个函数想要在onload中执行，那么我们就需要编写如下代码：

复制代码代码如下:

        function a(elem) {

            elem.innerHTML = '我是函数a，我要改变Element的HTML结构';

        };

        function b(elem) {

            elem.innerHTML = '我的函数b，我要改变Element的style';

        }

        window.onload = function () {

            var elem = document.getElementById('test');

            a(elem);

            b(elem);

        };

回调函数初衷就是建立在这么个玩意儿的上面，不再让我们分散这些函数，而是把这些函数统一整理。可以看见，我们在window.onload中希望针对一个Element做两件事情：先改变html结构，然后改变这个html的style。两个函数同样是针对一个Element操作，而这两个函数最终的执行都是有序进行的。那么我们为什么不编写一个这样的对象管理这些函数呢。当然，这只是回调函数的最基础的存在意义，我们需要的不仅仅是这样一个简单的回调函数对象，我们需要一个更加强大的回调函数。好吧，这只是一个简单的用例，那么我可以告诉你这个回调函数除了一个个执行函数之外，它还可以做什么。

Callbacks本质就是控制函数有序的执行，Javascript是单线程引擎，也就说，javascript同一时间只会有一处代码在运行——即便是Ajax、setTimeout。这两个函数看起来好像都是异步的，其实并非如此，浏览器在运行javascript代码的时候，这些代码都会被有序的压入一个队列中，当你运行Ajax的时候，浏览器会把Ajax 压入代码队列，浏览器在处理javascript代码是从这个代码队列中一个一个取代码执行的——Callbacks，迎合了这种单线程引擎。

当然，我们要的，不仅仅是这样一个简单的工具对象——在jQuery源码中，Callbacks提供了一组函数的基本管理，为Deferred（异步队列）提供了基础，同时也服务于Queue（同步队列）。 Deferred用于抹平/扁平化金字塔编程（大量的回调函数嵌套，例如Ajax中需要根据请求返回码决定执行的代码）；而Queue，驱动着jQuery.animate（动画引擎）。

那么我们就来编写一个Callbacks吧。

Callbacks模型

Array（数组）：
既然我们Callbacks要承接一系列函数，那么必然需要有一个容器。我们可以使用一个数组，并把每一个函数压到该数组中，需要执行的时候，循环数组项执行。

工作模型：

这个Callbacks需要非常的强大，并不仅仅是压入函数，然后执行这么简单，这个Callbacks应该拥有良好的执行模型。
once：当前Callbacks对象中所有的函数只会执行一次，执行一次完之后就会被释放掉，我们可以为使用Callbacks对象的用户提供一个稳定有效的方案，确保函数只会执行一次，之后不再执行，稳定了这些函数的线程。
auto：自动执行模型，这是个有意思的模型，有些函数依赖上一层函数，例如函数b的执行依赖于函数a，那么我们提供一个自动执行的模型：第一次执行这个Callbacks之后，每次添加函数到Callbacks的时候，自动执行过去添加的那些函数，并把最后一次给定的参数数据传递给过去的那些函数，这样就从Callbacks中抹平了这些依赖函数之间需要反复触发的关系，这是个有意思的模型。
once&auto：我们可以让它更强大，同时工作once和auto模型，即：当每次添加函数到Callbacks中的时候，过去的函数都会执行，然后，释放掉这些过去的函数，下次继续添加函数的时候，过去的那些函数不会再执行，因为once模型，已经把它们释放掉了。

API：

add(function) - 添加一个（或多个）函数到Callbacks对象中：当然，如果你并不添加函数只是好奇看看Callbacks，我们也将让你继续享受你的乐趣——我们并不会抛出异常，因为这对于我们来说并不擅长。
remove(function) - 移除一个Callbacks中的一个函数：既然有了添加，那么我们也应该提供反悔的方案，我们是多么的平易近人，容忍着别人过去所做的一切。
has(function) - 判断Callbacks中是否包含一个函数：哦？你竟然不确定是否包含这个函数，当初可是你丢进来的啊！你怎么如此马虎？不过既然你问我的话，我仍然会告诉你Callbacks是否包含这个函数，我知道你很繁忙，并不能记住和确定所有的事情。
empty() - 清空Callbacks：这些函数对于你失去了意义了么？什么？已经执行过你就不想要了？所以你希望可以清空它？好吧，为了内存君我还是忍下你这个需求。
disable() - 废掉一个Callbacks：为了和别人的代码稳定的存在，我选择了自我牺牲——没错，这个方法可以废掉Callbacks，彻底的废掉，就如同它曾经尚未存在过一般。
disabled() - 判断这个Callbacks是否已经被废掉：如果你仍然不相信Callbacks是否真的自我牺牲，那么这个方法可以让你安心。
lock(boolean) - 锁定这个Callbacks对象：你害怕它并不稳定，但是你又不想舍弃它，lock是个不错的方法，它接收一个Boolean的参数，表示是否需要锁定这个对象，当然，无参的它用于让你确定Callbacks是否被锁定。
fire(data) - 执行这个Callbacks中的函数：我们做的这一切，不都是为了这一刻执行的宿命么？参数将会成为这些需要执行的函数的参数。
fireWith(context,data) - 执行Callbacks中的函数，并且指定上下文。在fire()里，所有的函数的Context(上下文)都是Callbacks对象，而fireWidth()，可以让你重新定义这些要执行的函数的上下文，多么自由的编程啊，Callbacks为你考虑了一切。
fired() - 判断这个Callbacks过去是否已经执行过：我们相信，多数时候你并不知道过去做过什么，但是我们记录了你做的一切，如果你过去曾经执行过这个Callbacks对象，那么你休想否认，因为我们知道过去你是否执行了这个Callbacks。

基本模块实现

简单的实现：
我们先来简单的实现一个Callbacks：

复制代码代码如下:

(function (window, undefined) {

            var Callbacks = function () {

                //通过闭包保护这些私有变量

                var list = [],//回调函数列表

                    fired;//是否执行过

                //返回一个闭包的Callbakcs对象

                return {

                    add: function (fn) {

                        //当Callbacks废弃掉的时候，list为undefined

                        if (list) {

                            //添加一个回调函数

                            list.push(fn);

                            //支持链式回调

                        }

                        return this;

                    },

                    fireWith: function (context, data) {

                        //触发回调函数，并指定上下文

                        if (list) {

                            fired = true;

                            for (var i = 0, len = list.length; i 
                                //当Callbacks中某一个函数返回false的时候，停止Callbacks后续的执行

                                if (list[i].apply(context, data) === false)

                                    break;

                            }

                        }

                        return this;

                    },

                    fire: function () {

                        //触发回调函数

                        //调用fireWith并指定上下文

                        return this.fireWith(this, arguments);

                    },

                    empty: function () {

                        //清空list即可

                        if (list)//当这个Callbacks废弃掉的时候，Callbacks不应该可以继续使用

                            list = [];

                        return this;

                    },

                    disable: function () {

                        //废弃这个Callbacks对象，后续的回调函数列表不再执行

                        list = undefined;

                        return this;

                    },

                    disabled: function () {//检测这个Callbacks是否已经废掉

                        //转换为boolean返回

                        return !list;

                    },

                    fired: function () {//这个callbacks是否执行过

                        return !!fired;

                    }

                };

            };

            //注册到window下

            window.Callbacks = Callbacks;

        }(window));

然后我们测试一下这个Callbacks：

复制代码代码如下:

        var test = new Callbacks();

        test.add(function (value) {

            console.log('函数1，value是：' + value);

        });

        test.add(function (value) {

            console.log('函数2，value是：' + value);

        });

        test.fire('这是函数1和函数2的值');

        console.log('查看函数是否执行过：' + test.fired());

        test.disable();//废弃这个Callbacks

        console.log('查看函数是否被废弃：' + test.disabled());

        test.add(function () {

            console.log('添加第三个函数，这个函数不应该被执行');

        });

        test.fire();

打开浏览器的控制台我们可以看见运行结果正常。

once和auto(memory)实现

once：
once让这个callbacks中的函数运行一次之后就不再运行。原理非常的简单，上面的代码中，我们可以看见有一个变量list承接函数列表，所以我们只需要把过去执行过的代码清空即可。我们用一个全局变量，保存当前执行模型，如果是once模型，就在fireWith()里让这个list失效即可：

复制代码代码如下:

(function (window, undefined) {

            var Callbacks = function (once) {

                //通过闭包保护这些私有变量

                var list = [],//回调函数列表

                    fired;//是否执行过

                //返回一个闭包的Callbakcs对象

                return {

                    //...省略部分代码

                    fireWith: function (context, data) {

                        //触发回调函数，并指定上下文

                        if (list) {

                            fired = true;

                            for (var i = 0, len = list.length; i 
                                //当Callbacks中某一个函数返回false的时候，停止Callbacks后续的执行

                                if (list[i].apply(context, data) === false)

                                    break;

                            }

                        }

                        //如果配置了once模型，则全局变量once为true，则list重置

                        if (once) list = undefined;

                        return this;

                    }

                    //...省略部分代码

                };

            };

            //注册到window下

            window.Callbacks = Callbacks;

        }(window));

auto：

auto（memory）模型在jQuery中是以memory命名的，最初被这个命名给混淆了，仔细看了用法才确定改成auto——它的作用就是“第一次fire()之后，后续add()的函数自动执行”，以下情况可以用到：当添加一组函数到Callbacks之后，临时又需要追加一个函数，那么即时运行这个新追加的函数——不得不说，为了使用的便利，这个模式变得有点难以理解。实现起来就是在add()的时候判断是否是auto模型，如果是auto模型，则执行这个函数。但是，我们需要在第一次fire()之后才自动执行，没有fire()过的Callbacks并不该被自动执行，并且，每次自动执行后，还需要把最后一次使用的参数传递传递给这个自动执行的函数。

或许大家会想到如下代码：

复制代码代码如下:

(function (window, undefined) {

            var Callbacks = function (once, auto) {

                var list = [],

                    fired,

                    lastData;//保存最后一次执行的参数

                return {

                    add: function (fn) {

                        if (list) {

                            list.push(fn);

                            // — 自动执行模式

                            //最后一次使用的参数传递过去，这里丢失了Context(上下文)

                            //为了不让这里丢失上下文，我们或许还需要声明一个变量保存最后一次使用的Context

                            if (auto) this.fire(lastData);

                        }

                        return this;

                    },

                    fireWith: function (context, data) {

                        if (list) {

                            lastData = data;// — 记录最后一次使用的参数

                            fired = true;

                            for (var i = 0, len = list.length; i 
                                if (list[i].apply(context, data) === false)

                                    break;

                            }

                        }

                        if (once) list = [];

                        return this;

                    }

                    //部分代码省略

                };

            };

            //注册到window下

            window.Callbacks = Callbacks;

        }(window));

但是在jQuery里采用了更奇妙的用法，获取jQuery作者也自豪这种用法，所以命名这个模型为memory——就是让上面的变量auto不仅仅表示当前是auto执行模式，并且作为最后一次参数的容器，它既表示了auto，也表示了memory。（下面的代码非jQuery是根据jQuery代码思路而写，非源码）：

复制代码代码如下:

(function (window, undefined) {

            var Callbacks = function (auto) {

                var list = [],

                    fired,

                    memory,//主演在这里，就是memory

                    coreFire = function (data) {

                        //真正的触发函数方法

                        if (list) {

                            //&&表达式妙用

                            memory = auto && data;//记录最后一次的参数，如果不是auto模式则不会记录这个参数

                            //如果是auto模式，那么这个auto将不会为false，它会是一个数组

                            fired = true;

                            for (var i = 0, len = list.length; i 
                                if (list[i].apply(data[0], data[1]) === false)

                                    break;

                            }

                        }

                    };

                return {

                    add: function (fn) {

                        if (list) {

                            //添加一个回调函数

                            list.push(fn);

                            //自动执行模式，注意如果auto模型

                            //memory是在coreFire()里赋值的，默认是false

                            if (memory) coreFire(auto);

                        }

                        //支持链式回调

                        return this;

                    },

                    fireWith: function (context, data) {

                        if (once) list = [];

                        //这里调用coreFire，把参数转换为数组了

                        coreFire([context, data]);

                        return this;

                    }

                    /*部分代码省略*/

                };

            };

            window.Callbacks = Callbacks;

        }(window));

我们在上一个auto实现的代码中看到我们丢失了Context，jQuery早在fireWith()中修复了这个bug——在fireWith()中修复参数。jQuery把fireWith()中本来应该执行函数的逻辑给抽离出来，我们暂时将它命名为coreFire()，在原fireWith()中，将参数拼接成一个数组：第一个参数表示上下文，第二个参数表示传递进来的参数。然后执行coreFire()。

在add()的时候，jQuery并没有给变量auto（memory）赋值，而是选择在coreFire()中给auto（memory）赋值，这样就保证了第一次fire()之后才会开启自动执行。

按照上面所说，coreFire()接收的参数其实是一个数组，第一个参数是上下文，第二个参数是外面传递进来的参数。同时把这个数组赋值给auto（memory），这样，变量auto（是否自动执行模式）的定义就变成了memory（记忆最后一次传递的参数）。
真是一石二鸟的神思路，神想法，不得不点赞。我定义这个为auto是因为它的本身就是一个自动执行的模型，顺便保存了最后一次fire()的参数，而jQuery定义为memory或许也是作者感叹这里的鬼斧神工吧。

至于once&auto就是把这两个代码揉合到一起而已，只需要在coreFire()里判定如果是auto模式，那么就把list重置为一个新的数组，否则直接设置为undefined即可。

源码

这份代码是自己对应jQuery手写的一份，将一些jQuery公有的函数都写了进来，并非代码片段，所以可以直接引用运行。

复制代码代码如下:

(function (window, undefined) {
    /*
    * 一个回调函数工具对象，注意这个工作对象工作完成之后就会清空数组:
    *   提供一组普通的API，但它有如下工作模型 -
    *                     once - 单次执行模型：每次工作一次，后续不再工作
    *                     auto - 自动执行模型：每添加一个回调函数，自动执行现有的回调函数集合里的所有回调函数，并将本次的参数传递给所有的回调函数
    *
    */

    //工具函数
    var isIndexOf = Array.prototype.indexOf,    //Es6
        toString = Object.prototype.toString,   //缓存toString方法
        toSlice = Array.prototype.slice,        //缓存slice方法
        isFunction = (function () {             //判定一个对象是否是Function
            return "object" === typeof document.getElementById ?
            isFunction = function (fn) {
                //ie下对DOM和BOM的识别有问题
                try {
                    return /^\s*\bfunction\b/.test("" + fn);
                } catch (x) {
                    return false
                }
            } :
            isFunction = function (fn) { return toString.call(fn) === '[object Function]'; };
        })(),
        each = function () {                    //循环遍历方法
            //第一个参数表示要循环的数组，第二个参数是每次循环执行的函数
            if (arguments.length             //为什么slice无效？？
            var list = toSlice.call(arguments[0]),
                fn = arguments[1],
                item;
            while ((item = list.shift())) {//没有直接判定length，加速
                // 为什么这里用call就可以，而apply就不行？
                //搞定 - apply的第二个参数必须是一个array对象（没有验证array-like是否可以，而call没有这个要求）
                //apply是这样描述的：如果 argArray（第二个参数）不是一个有效的数组或者不是 arguments 对象，那么将导致一个 TypeError。
                fn.call(window, item);
            }
        },
        inArray = function () {                     //检测数组中是否包含某项，返回该项索引
            //预编译
            return isIndexOf ? function (array, elem, i) {
                if (array)
                    return isIndexOf.call(array, elem, i);
                return -1;
            } : function (elem, array, i) {
                var len;
                if (array) {
                    len = array.length;
                    i = i ? i                     for (; i                         if (i in array && array[i] === elem) {
                            return i;
                        }
                    }
                }
                return -1;
            }
        }();