Node.js 的 EventEmitter解讀

原文鏈接：https://juejin.im/post/5b0189fe51882567161ad8ef

Node.js核心API基於異步事件驅動的架構，fs.ReadStream可以通過on()方式來監聽事件其實都是由於繼承了EventEmitter類，如下所示

const fs = require('fs');
const EventEmitter = require('events');
var stream = fs.createReadStream('./a.js');
console.log(stream instanceof EventEmitter);   // true

除了流之外，net.Server，以及process也都是繼承自EventEmitter所以可以監聽事件。

const EventEmitter = require('events');
const net = require('net');

var server = net.createServer(function(client) {
  console.log(client instanceof EventEmitter);   // true
});
server.listen(8000, () => {
  console.log('server started on port 8000');
});

console.log(process instanceof EventEmitter); // true

on監聽的事件的名稱可以包含特殊字符(比如’$’、’*’、’~'都是可以的)，但是需要注意是大小寫敏感的。

const EventEmitter = require('events');

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('*$~', () => {
  console.log('an event occurred!');
});
myEmitter.emit('*$~');

當EventEmitter對象發出一個事件的時候，所有與此事件綁定的函數都會被同步調用。綁定的函數調用的返回值都會被忽略掉（這一點會帶來其他問題，後面會提到）。但是如果是對象被修改的話，是可以傳遞到其他監聽函數的，比如：

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function(data) {
  console.log(data.num);  // 1
  data.num++;
});
myEmitter.on('event', (data) => {
  console.log(data.num); // 2
});
myEmitter.emit('event', {
  num: 1
});

這個是JS關於引用類型的特性，與EventEmitter一點關係也沒有，實際情況下不推薦這種寫法，因爲可維護性比較低。

如果是自己實現類似EventEmitter機制的話，是可以做到監聽函數之間的執行結果互相傳遞的（比如類似a.pipe(b).pipe©這樣，參見之前的發佈訂閱管道化

同步還是異步
EventEmitter觸發事件的時候，各監聽函數的調用是同步的（注意’end’的輸出在最後），但是並不是說監聽函數裏不能包含異步的代碼（比如下面的listener2就是一個異步的）

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function() {
  console.log('listener1');
});
myEmitter.on('event', async function() {
  console.log('listener2');
  await new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(1);
    }, 1000);
  });
});
myEmitter.on('event', function() {
  console.log('listener3');
});
myEmitter.emit('event');
console.log('end');

// 輸出結果
listener1
listener2
listener3
end

異常處理
由於監聽函數的執行是同步執行的，所以針對同步的代碼可以通過try catch捕獲到

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function() {
  a.b();
  console.log('listener1');
});
myEmitter.on('event', async function() {
  console.log('listener2');
  await new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(1);
    }, 1000);
  });
});
myEmitter.on('event', function() {
  console.log('listener3');
});
try {
  myEmitter.emit('event');
} catch(e) {
  console.error('err');
}
console.log('end');
// 輸出結果
end
err

但是如果把a.b();移到第二個listener裏面的話就會出現下面的問題

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function() {
  console.log('listener1');
});
myEmitter.on('event', async function() {
  console.log('listener2');
  a.b();
  await new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(1);
    }, 1000);
  });
});
myEmitter.on('event', function() {
  console.log('listener3');
});
try {
  myEmitter.emit('event');
} catch(e) {
  console.error('err');
}
console.log('end');

// 輸出結果
listener1
listener2
listener3
end
(node:9046) UnhandledPromiseRejectionWarning: Unhandled promise rejection (rejection id: 1): ReferenceError: a is not defined
(node:9046) [DEP0018] DeprecationWarning: Unhandled promise rejections are deprecated. In the future, promise rejections that are not handled will terminate the Node.js process with a non-zero exit code

async函數的特點就在於它的返回值是一個Promise，如果函數體內出現錯誤的話Promise就是reject狀態。Node.js不推薦忽略reject的promise，而EventEmitter對於各監聽函數的返回值是忽略的，所以纔會出現上面的情況。明白了問題的原因後我們就可以確定對於上面的情況的話，需要在第二個listener裏面增加try catch的處理。

當事件被觸發時，如果沒有與該事件綁定的函數的話，該事件會被靜默忽略掉，但是如果事件的名稱是error的話，沒有與此相關的事件處理的話，程序就會crash退出

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function(data) {
  console.log(data);
});
myEmitter.emit('error');

events.js:199
      throw err;
      ^

Error [ERR_UNHANDLED_ERROR]: Unhandled error.
    at MyEmitter.emit (events.js:197:19)
    at Object.<anonymous> (/Users/xiji/workspace/learn/event-emitter/b.js:7:11)
    at Module._compile (module.js:641:30)
    at Object.Module._extensions..js (module.js:652:10)
    at Module.load (module.js:560:32)
    at tryModuleLoad (module.js:503:12)
    at Function.Module._load (module.js:495:3)
    at Function.Module.runMain (module.js:682:10)
    at startup (bootstrap_node.js:191:16)
    at bootstrap_node.js:613:3

只有添加了針對error事件的處理函數的話程序纔不會退出了。

另外一種方式是process監聽uncaughtException事件，但是這並不是推薦的做法，因爲uncaughtException事件是非
常嚴重的，通常情況下在uncaughtException的處理函數裏面一般是做一些上報或者清理工作，然後執行

process.exit(1)讓程序退出了。

process.on('uncaughtException', function(err) {  
  console.error('uncaught exception:', err.stack || err);
  // orderly close server, resources, etc.
  closeEverything(function(err) {
    if (err)
      console.error('Error while closing everything:', err.stack || err);
    // exit anyway
    process.exit(1);
  });
});

監聽一次
如果在同一時刻出現了多次uncaught exception的話，那麼closeEverything就可能會被觸發多次，這又有可能會帶來新的問題。因此推薦的做法是隻對第一次的uncaught excepition做監聽處理，這種情況下就需要用到once方法了

process.once('uncaughtException', function(err) {  
  // orderly close server, resources, etc.
  closeEverything(function(err) {
    if (err)
      console.error('Error while closing everything:', err.stack || err);
    // exit anyway
    process.exit(1);
  });
});

按照上面的寫法就不會出現closeEverything被觸發兩次的現象了，不過對於第二次的uncaughtException因爲沒有相應的處理函數，會導致程序立即退出，爲了解決這個問題，我們可以在once之外，再增加每次異常的錯誤記錄，如下所示：

process.on('uncaughtException', function(err) {  
  console.error('uncaught exception:', err.stack || err);
});

監聽函數的執行順序
之前的例子（on(eventName, listener)）可以看到各監聽函數的執行順序與代碼的抒寫順序一致，EventEmitter還提供了其他的方法可以調整監聽函數的執行順序，雖然並不如發佈訂閱管道化那樣靈活。

除了on的方式（向後追加），我們還可以使用prependListener的方法來（向前插入）增加監聽函數

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.prependListener('event', function() {
  console.log('listener1');
});
myEmitter.prependListener('event', async function() {
  console.log('listener2');
});
myEmitter.prependListener('event', function() {
  console.log('listener3');
});
myEmitter.emit('event');
console.log('end');
// 輸出結果
listener3
listener2
listener1
end

EventEmiter在每次有新的listener加入之前都會觸發一個’newListener’的事件，所以可以也可以通過監聽這個事件來實現向前插入監聽函數，但是需要注意的一點是爲了避免無限循環的出現，如果在newListener的監聽函數裏有增加監聽函數的代碼的話，那麼對於newListener的監聽應該使用once方式。

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.once('newListener', (event, listener) => {
  if (event === 'event') {
    myEmitter.on('event', () => {
      console.log('B');
    });
  }
});
myEmitter.on('event', () => {
  console.log('A');
});
myEmitter.emit('event');
// 輸出結果
//   B
//   A

調整默認最大listener
默認情況下針對單一事件的最大listener數量是10，如果超過10個的話listener還是會執行，只是控制檯會有警告信息，告警信息裏面已經提示了操作建議，可以通過調用emitter.setMaxListeners()來調整最大listener的限制

(node:9379) MaxListenersExceededWarning: Possible EventEmitter memory leak detected. 11 event listeners added. Use emitter.setMaxListeners() to increase limit

上面的警告信息的粒度不夠，並不能告訴我們是哪裏的代碼出了問題，可以通過process.on(‘warning’)來獲得更具體的信息（emitter、event、eventCount）

process.on('warning', (e) => {
  console.log(e);
})


{ MaxListenersExceededWarning: Possible EventEmitter memory leak detected. 11 event listeners added. Use emitter.setMaxListeners() to increase limit
    at _addListener (events.js:289:19)
    at MyEmitter.prependListener (events.js:313:14)
    at Object.<anonymous> (/Users/xiji/workspace/learn/event-emitter/b.js:34:11)
    at Module._compile (module.js:641:30)
    at Object.Module._extensions..js (module.js:652:10)
    at Module.load (module.js:560:32)
    at tryModuleLoad (module.js:503:12)
    at Function.Module._load (module.js:495:3)
    at Function.Module.runMain (module.js:682:10)
    at startup (bootstrap_node.js:191:16)
  name: 'MaxListenersExceededWarning',
  emitter:
   MyEmitter {
     domain: null,
     _events: { event: [Array] },
     _eventsCount: 1,
     _maxListeners: undefined },
  type: 'event',
  count: 11 }

this指向監聽函數如果採用如下寫法的話，那麼this的指向就是事件的emitter

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', function(a, b) {
  console.log(a, b, this === myEmitter); // a b true
});
myEmitter.emit('event', 'a', 'b');

如果是用箭頭函數寫法的話，那麼this就不是指向emitter了

const EventEmitter = require('events');
class MyEmitter extends EventEmitter{};
const myEmitter = new MyEmitter();
myEmitter.on('event', (a, b) => {
  console.log(a, b, this === myEmitter); // a b false
});
myEmitter.emit('event', 'a', 'b');

其他
emitter.off(eventName, listener) 、emitter.removeListener(eventName, listener)、emitter.removeAllListeners([eventName])可以移除監聽。函數的返回值是emitter對象，因此可以使用鏈式語法

emitter.listenerCount(eventName)可以獲取事件註冊的listener個數

emitter.listeners(eventName)可以獲取事件註冊的listener數組副本。

參考資料
https://netbasal.com/javascript-the-magic-behind-event-emitter-cce3abcbcef9

https://medium.com/technoetics/node-js-event-emitter-explained-d4f7fd141a1a

https://medium.com/yld-engineering-blog/using-an-event-emitter-common-use-and-edge-cases-b5eb518a4bd2

https://medium.freecodecamp.org/understanding-node-js-event-driven-architecture-223292fcbc2d

https://nodejs.org/api/events.html