jQuery 源码学习 （三） 回调函数

回调函数

一、概念

回调函数是一个通过函数指针来调用执行的函数，如果你把一个函数的指针作为参数传递出去，那么这个指针调用这个函数的时候，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。

好处： 使用回调函数进行处理，代码就可以继续进行其他任务，而无需空等。实际开发中，经常在javascript中使用异步调用。

• 异步回调

$(document).ready(callback);
$(document).on(‘click’,callback)

$.ajax({
  url: "aaron.html",
  context: document
}).done(function() { 
        //成功执行
}).fail(function() {
        //失败执行
);


$('#clickme').click(function() {
    $('#book').animate({
        opacity: 0.25,
        left: '+=50',
        height: 'toggle'
    }, 5000, function() {
        // Animation complete.
    });
});

• 同步

var test1 = function(callback) {
    //执行长时间操作
    callback();
}
test1(function() {
    //执行回调中的方法
});
一个同步(阻塞)中使用回调的例子，目的是在test1代码执行完成后执行回调callback

所以理解回调函数最重要的2点：

1、一个回调函数作为参数传递给另一个函数是，我们仅仅传递了函数定义。我们并没有在参数中执行函数。我们并不传递像我们平时执行函数一样带有一对执行小括号()的函数

2、回调函数并不会马上被执行，它会在包含它的函数内的某个特定时间点被“回调”。

二、观察者模式

在理解jquery的回调对象之前我们先来学习一下观察者模式(SB模式)：

观察者模式： 一个对象作为一个特定任务的观察者，当这个任务出发或者执行完毕之后通知观察者(Subscriber)。观察者也可以叫做订阅者，它指向被观察者(Publisher)，当事件发生时， 被观察者会通知观察者。

对于$.Callbacks 创建的Callback对象，它的add和fire方法就是，其实就是基于发布订阅（Publish/Subscribe）的观察者模式的设计。

// 模拟一下这种模式
function aa() {
    console.log('aa');
}
function bb() {
    console.log('bb');
}
var m_db = {
    Callbacks: [],
    add: function(fn) {
        this.Callbacks.push(fn);
    },
    fire: function() {
        this.Callbacks.forEach(function(fn){
            fn();
        })
    }
}
m_db.add(aa);
m_db.add(bb);
m_db.fire();

• 设计原理

开始构建一个存放回调的数组，如this.callbacks= [] 添加回调时，将回调push进this.callbacks，执行则遍历this.callbacks执行回调，也弹出1跟2了。当然这只是简洁的设计，便于理解，整体来说设计的思路代码都是挺简单的，那么我们从简单的设计深度挖掘下这种模式的优势。

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模式的实际使用

// 首先看一个场景
$.ajax({
    url: '',
    ..
}).done(function(data) {
    // 第一步处理数据
    
    // 第二步处理DOM
    $('aaron1').html(data.a)
    $('aaron2').html(data.b)
    $('aaron3').html(data.c)   
    
    // 其余处理
    
})

首先，所有的逻辑都写在done方法里面，这样确实是无可厚非的，但是问题就是逻辑太复杂了。Done里面有数据处理、html渲染、还可能有其它不同场景的业务逻辑。这样如果是换做不同的人去维护代码，增加功能就会显得很混乱而且没有扩展性。

$.ajax({
    url: '',
    ..
}).done(function(data) {
    // 第一步处理数据
    processData(data);
    // 第二步处理DOM
    processDom(data);
    
    // 其余处理
    processOther(data);
})

这样看着时好一些了，通过同步执行来一次实现三个方面的处理，每一方面的处理都提取出来，但是这样的写法几乎就是“就事论事”的处理，达不到抽象复用。

var m_cb = {
    callbacks: [],
    add: function(fn){
        this.callbacks.push(fn);
    },
    fire: function(data){
        this.callbacks.forEach(function(fn){
            fn(data);
        })
    }
}
m_cb.add(function(data){
    // 数据处理
})
m_cb.add(function(data){
    // DOM处理
    
})

m_cd.add(function(data){
    // 其余处理
})
$.ajax({
    url: '',
    ...
}).done(function(data){
    m_cd.fire(data);
})

这样使用了观察者模式之后是不是感觉好多了呢，设计该模式背后的主要动力是促进形成松散耦合。在这种模式中，并不是一个对象调用另一个对象的方法，而是一个对象订阅另一个对象的特定活动并在状态改变后获得通知。订阅者也称为观察者，而被观察的对象称为发布者或主题。当发生了一个重要的事件时，发布者将会通知（调用）所有订阅者并且可能经常以事件对象的形式传递消息。

总之、观察者模式就是将函数/业务处理管理起来，当一定的事件触发或者时某一任务执行完毕后，一次性执行。

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三、$.Callbacks()

对于$.Callbacks 创建的Callback对象，它的add和fire方法就是，其实就是基于发布订阅（Publish/Subscribe）的观察者模式的设计。

$.Callbacks一般的开发者使用的较少，它的开发实现主要时为$.ajax以及$.deferred。

jQuery.Callbacks是jquery在1.7版本之后加入的，是从1.6版中的_Deferred对象中抽离的，主要用来进行函数队列的add、remove、fire、lock等操作，并提供once、memory、unique、stopOnFalse四个option进行一些特殊的控制。

这个函数常使用的就是在事件触发机制中，也就是观察者设计模式的订阅和发布模式中，$.Callbacks主要出现在ajax、deferred、queue中。

• 下面来仔细分析一下该方法的使用吧

1、先来跑一下流程

function aa() {
    console.log('aa');
}
function bb() {
    console.log('bb');
}

var cb = $.Callbacks();
cb.add(aa);
cb.add(bb);
cb.fire(); 
// aa
// bb

function fn1(value) {
    console.log(value);
}

function fn2(value) {
    fn1("fn2 says: " + value);
    return false;
}

var cb1 = $.Callbacks();
cb1.add(fn1); // 添加一个进入队列
cb1.fire('foo'); // 执行一下
// foo
cb1.add(fn2); // 再添一个
cb1.fire('bar'); // 一次性执行
// bar
// fn2 says: bar
cb1.remove(fn2); // 移除一个
cb1.fire('111'); // 执行剩下的那一个
// 111

$.Callbacks（）就是一个工厂函数。

• jQuery.Callbacks() 的 API 列表如下：

callbacks.add()        ：回调列表中添加一个回调或回调的集合。
callbacks.disable()    ：禁用回调列表中的回调。
callbacks.disabled()   ：确定回调列表是否已被禁用。 
callbacks.empty()      ：从列表中删除所有的回调。
callbacks.fire()       ：用给定的参数调用所有的回调。
callbacks.fired()      ：访问给定的上下文和参数列表中的所有回调。 
callbacks.fireWith()   ：访问给定的上下文和参数列表中的所有回调。
callbacks.has()        ：确定列表中是否提供一个回调。
callbacks.lock()       ：锁定当前状态的回调列表。
callbacks.locked()     ：确定回调列表是否已被锁定。
callbacks.remove()     ：从回调列表中的删除一个回调或回调集合。

• 源码结构

jQuery.Callbacks = function(options) {
    // 首先对参数进行缓冲
    options = typeof options === "string" ?
        (optionsCache[options] || createOptions(options)) :
        jQuery.extend({}, options);
    // 实现代码
    // 函数队列的处理
    fire = function() {}
    
    // 自身方法
    self = {
        add: function() {},
        remove: function() {},
        has: function(fn) {},
        empty: function() {},
        disable: function() {},
        disabled: function() {},
        lock: function() {},
        locked: function() {},
        fireWith: function(context, args) {},
        fire: function() {},
        fired: function() {}
    };
    
    
    return self;
};

• 参数处理

// 处理通过空格分隔的字符串
var str = "once queue";
var option = {};
$.each(str.match(/\S+/g) || [], function (_index, item) {
    option[item] = true;
})
console.log(option);
// {once: true, queue: true}

Callbacks内部维护着一个List数组。这个数组用于存放我们订阅的对象，它是通过闭包来实现长期驻存的。添加回调时，将回调push进list，执行则遍历list执行回调。

Callbacks 有4个参数。

• 1. once 的作用是使callback队列只执行一次。

var callbacks = $.Callbacks('once');

callbacks.add(function() {
  alert('a');
})

callbacks.add(function() {
  alert('b');
})

callbacks.fire(); //输出结果: 'a' 'b'
callbacks.fire(); //未执行

// 来看一下具体怎么实现
// jQuery是在执行第一个fire的时候直接给清空list列表了，然后在add的地方给判断下list是否存在，从而达到这样的处理
function Callbacks(options){
    var list = [];
    var self = {};
    self: {
        add: function(fn){
            list.push(fn);
        },
        fire: function(data){
            this.list.forEach(function(item){
                item(data);
            })
            if(options == 'once') {
                list = undefined;
            }
        }
        
    }
    return self;
}

// $jQuery.Callbacks的处理,在fire中调用了 self.disable(); 方法
// 禁用回调列表中的回调。
disable: function() {
    list = stack = memory = undefined;
    return this;
}

• memory 保持以前的值，将添加到这个列表的后面的最新的值立即执行调用任何回调

function fn1(val) {
    console.log('fn1 says ' + val);
}
function fn2(val) {
    console.log('fn2 says ' + val);
}
function fn3(val) {
    console.log('fn3 says ' + val);
}

var cbs = $.Callbacks('memory');
cbs.add(fn1);
cbs.fire('foo'); // fn1 says foo

console.log('..........')

cbs.add(fn2);  // 这里在添加一个函数进入队列的同时，就立马执行了这个 回调了
cbs.fire('bar'); 
// fn2 says foo 这个东东比较特殊~
// fn1 says bar
// fn2 says bar

console.log('..........')
cbs.add(fn3);
cbs.fire('aaron');
// fn3 says bar
// fn1 says aaron 
// fn2 says aaron
// fn3 says aaron

// 需要解决的问题一个就是如何获取上一个参数，以及add后的执行
function Callbacks(options) {
  var list = [];
  var self;
  var firingStart;
  var memory;

  function _fire(data) {
    memory = options === 'memory' && data;
    firingIndex = firingStart || 0; // 
    firingStart = 0;
    firingLength = list.length;
    for (; list && firingIndex < firingLength; firingIndex++) {
      list[firingIndex](data)
    }
  }

  self = {
    add: function(fn) {
      var start = list.length;
      list.push(fn)
      // 如果参数是memory
      if (memory) {
        firingStart = start; //获取最后一值
        _fire(memory); // 同时执行
      }
    },
    fire: function(args) {
      if (list) {
        _fire(args)
      }
    }
  }
  return self;
}

• Unique：确保一次只能添加一个回调(所以在列表中没有重复的回调)

function fn1(val) {
  console.log('fn1 says ' + val);
}
var callbacks = $.Callbacks( "unique" );
callbacks.add( fn1 );
callbacks.add( fn1 ); // repeat addition
callbacks.add( fn1 );
callbacks.fire( "foo" );

• stopOnFalse: 当一个回调返回false 时中断调用

function fn1(value) {
  console.log(value);
  return false;
}

function fn2(value) {
  fn1("fn2 says: " + value);
  return false;
}

var callbacks = $.Callbacks("stopOnFalse");
callbacks.add(fn1);
callbacks.fire("foo");

callbacks.add(fn2);
callbacks.fire("bar");

// foo
// bar

$.callback()的源码

jQuery.Callbacks = function( options ) {

    // Convert options from String-formatted to Object-formatted if needed
    // (we check in cache first)
    //通过字符串在optionsCache寻找有没有相应缓存，如果没有则创建一个，有则引用
    //如果是对象则通过jQuery.extend深复制后赋给options。
    options = typeof options === "string" ?
        ( optionsCache[ options ] || createOptions( options ) ) :
        jQuery.extend( {}, options );

    var // Last fire value (for non-forgettable lists)
        memory, // 最后一次触发回调时传的参数

        // Flag to know if list was already fired
        fired, // 列表中的函数是否已经回调至少一次

        // Flag to know if list is currently firing
        firing,  // 列表中的函数是否正在回调中

        // First callback to fire (used internally by add and fireWith)
        firingStart, // 回调的起点

        // End of the loop when firing
        firingLength, // 回调时的循环结尾

        // Index of currently firing callback (modified by remove if needed)
        firingIndex, // 当前正在回调的函数索引

        // Actual callback list
        list = [], // 回调函数列表

        // Stack of fire calls for repeatable lists
        stack = !options.once && [],// 可重复的回调函数堆栈，用于控制触发回调时的参数列表

        // Fire callbacks// 触发回调函数列表
        fire = function( data ) {
            //如果参数memory为true，则记录data
            memory = options.memory && data;
            fired = true; //标记触发回调
            firingIndex = firingStart || 0;
            firingStart = 0;
            firingLength = list.length;
            //标记正在触发回调
            firing = true;
            for ( ; list && firingIndex < firingLength; firingIndex++ ) {
                if ( list[ firingIndex ].apply( data[ 0 ], data[ 1 ] ) === false && options.stopOnFalse ) {
                    // 阻止未来可能由于add所产生的回调
                    memory = false; // To prevent further calls using add
                    break; //由于参数stopOnFalse为true，所以当有回调函数返回值为false时退出循环
                }
            }
            //标记回调结束
            firing = false;
            if ( list ) {
                if ( stack ) {
                    if ( stack.length ) {
                        //从堆栈头部取出，递归fire
                        fire( stack.shift() );
                    }
                } else if ( memory ) {//否则，如果有记忆
                    list = [];
                } else {//再否则阻止回调列表中的回调
                    self.disable();
                }
            }
        },
        // Actual Callbacks object
        // 暴露在外的Callbacks对象,对外接口
        self = {
            // Add a callback or a collection of callbacks to the list
            add: function() { // 回调列表中添加一个回调或回调的集合。
                if ( list ) {
                    // First, we save the current length
                    //首先我们存储当前列表长度
                    var start = list.length;
                    (function add( args ) { //jQuery.each，对args传进来的列表的每一个对象执行操作
                        jQuery.each( args, function( _, arg ) {
                            var type = jQuery.type( arg );
                            if ( type === "function" ) {
                                if ( !options.unique || !self.has( arg ) ) { //确保是否可以重复
                                    list.push( arg );
                                }
                            //如果是类数组或对象,递归
                            } else if ( arg && arg.length && type !== "string" ) {
                                // Inspect recursively
                                add( arg );
                            }
                        });
                    })( arguments );
                    // Do we need to add the callbacks to the
                    // current firing batch?
                    // 如果回调列表中的回调正在执行时，其中的一个回调函数执行了Callbacks.add操作
                    // 上句话可以简称：如果在执行Callbacks.add操作的状态为firing时
                    // 那么需要更新firingLength值
                    if ( firing ) {
                        firingLength = list.length;
                    // With memory, if we're not firing then
                    // we should call right away
                    } else if ( memory ) {
                        //如果options.memory为true，则将memory做为参数，应用最近增加的回调函数
                        firingStart = start;
                        fire( memory );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Remove a callback from the list
            // 从函数列表中删除函数（集）
            remove: function() {
                if ( list ) {
                    jQuery.each( arguments, function( _, arg ) {
                        var index;
                        // while循环的意义在于借助于强大的jQuery.inArray删除函数列表中相同的函数引用（没有设置unique的情况）
                        // jQuery.inArray将每次返回查找到的元素的index作为自己的第三个参数继续进行查找，直到函数列表的尽头
                        // splice删除数组元素，修改数组的结构
                        while( ( index = jQuery.inArray( arg, list, index ) ) > -1 ) {
                            list.splice( index, 1 );
                            // Handle firing indexes
                            // 在函数列表处于firing状态时，最主要的就是维护firingLength和firgingIndex这两个值
                            // 保证fire时函数列表中的函数能够被正确执行（fire中的for循环需要这两个值
                            if ( firing ) {
                                if ( index <= firingLength ) {
                                    firingLength--;
                                }
                                if ( index <= firingIndex ) {
                                    firingIndex--;
                                }
                            }
                        }
                    });
                }
                return this;
            },
            // Check if a given callback is in the list.
            // If no argument is given, return whether or not list has callbacks attached
            // 回调函数是否在列表中.
            has: function( fn ) {
                return fn ? jQuery.inArray( fn, list ) > -1 : !!( list && list.length );
            },
            // Remove all callbacks from the list
            // 从列表中删除所有回调函数
            empty: function() {
                list = [];
                firingLength = 0;
                return this;
            },
            // Have the list do nothing anymore
            // 禁用回调列表中的回调。
            disable: function() {
                list = stack = memory = undefined;
                return this;
            },
            // Is it disabled?
            //  列表中否被禁用
            disabled: function() {
                return !list;
            },
            // Lock the list in its current state
            // 锁定列表
            lock: function() {
                stack = undefined;
                if ( !memory ) {
                    self.disable();
                }
                return this;
            },
            // Is it locked?
            // 列表是否被锁
            locked: function() {
                return !stack;
            },
            // Call all callbacks with the given context and arguments
            // 以给定的上下文和参数调用所有回调函数
            fireWith: function( context, args ) {
                if ( list && ( !fired || stack ) ) {
                    args = args || [];
                    args = [ context, args.slice ? args.slice() : args ];
                    //如果正在回调
                    if ( firing ) {
                        //将参数推入堆栈，等待当前回调结束再调用
                        stack.push( args );
                    } else {//否则直接调用
                        fire( args );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Call all the callbacks with the given arguments
            // 以给定的参数调用所有回调函数
            fire: function() {
                self.fireWith( this, arguments );
                return this;
            },
            // To know if the callbacks have already been called at least once
            // // 回调函数列表是否至少被调用一次
            fired: function() {
                return !!fired;
            }
        };
    return self;
};

未完待续~~