はじめに

今回は、Node.jsの非同期処理について、自分の備忘録も兼ねて記事を作成しました。

私はJavaScriptの言語仕様なんかをあまり知らない状態でNode.jsを触ったせいで、非同期処理に関する部分ではまり、多くの時間を無駄にしてしまいました。

かなり初歩的な内容かもしれませんが、勉強した内容をまとめます。

同期処理とは？

上から順番にプログラムが実行されていくことです。

「上から順番に」という言葉が適切かどうか分かりませんが、「一つ一つの処理が、一個前の処理の終了をまって処理されていく」っていう説明よりは個人的に分かりやすい気がします。

コードにすると、下記の通りです。

console.log(1);console.log(2);console.log(3);console.log(4);console.log(5);

実行結果は、下記のようになります。

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非同期処理とは？

同期処理ではないものが非同期処理なので、上から順番にプログラムを実行されないことと言えます。

JavaScriptでは、ユーザーの入力やAPIを叩いてデータを持ってくる時、それからファイルを操作する時などに、非同期処理になります。

これはJavaScriptがシングルスレッドなので、そういった「制約」を非同期で処理することによっってフォローしています。

コードにすると、下記の通りです。

ここでは例として、遅延処理を用いています。

constthree=()=>{setTimeout(()=>{console.log(3);},1000);}console.log(1);console.log(2);three();console.log(4);console.log(5);

実行結果は、下記のようになります。

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setTimeoutで処理の実行が1秒後に設定されたthree関数が呼び出されています。

これが同期処理であれば、実行結果としては順番に1から5までの数字が出力されますが、Node.jsではこういった処理は非同期になるので、three関数の終了を待たずに次の処理へ進み、最後にthree関数の結果が返されています。

これが非同期処理です。

Promiseとは？

なぜPromiseが必要か？

上記で述べた非同期処理ですが、何でもかんでも非同期処理にすると不都合なこともあります。

例えば、ファイルの内容を読み込んで、ファイルの中身を出力するような場合、

(hogeと書かれたhoge.txtというファイルが存在するとします)

constfs=require('fs');constresult=fs.readFile('hoge.txt');console.log(result);

上記のコードだと、hoge.txtを読み込む処理は非同期に処理されます。

しかし、hoge.txtを読み込み終わるより先にresultが出力されてしまうので、上記のようなコードでは想定する結果を得ることができません。

そんな時に使えるのが、Promiseです！

Promiseは、その名の通り、その処理を行うことを約束することができます。

もっと簡単にいうと、Promiseを使えば本来非同期に行われる処理を、同期処理のように書くことができます。

上記のようなケースを解決するためには、Promiseが必須なのです。

Promiseの使い方

Promiseオブジェクトを返す関数を定義します。基本的にはそれだけです。

試しに先ほどのhoge.txtを読み込むコードのうち、実際にファイルを読み込む処理の部分をPromiseを使って同期的に処理できるように書き換えてみます。

constfs=require('fs');constreadAsync=returnnewPromise((resolve,reject)=>{resolve(fs.readFile('hoge.txt'));})

これでPromiseオブジェクトを返す関数を作成できました。

あとはconsole.logで出力するタイミングを、この関数の処理が実行された後になるように全体のコードを書き換えます。

このような処理をするときは、非同期関数に.then節を記述します。

constfs=require('fs');constreadAsync=returnnewPromise((resolve,reject)=>{resolve(fs.readFile('hoge.txt'));})readAsync().then((result)=>{console.log(result);})

これでファイルが読み込まれるのを待ってからconsole.logでファイルの中身が出力されるようになります！

Promiseオブジェクト作成の際に引数に渡しているresolveとrejectですが、

resolveには非同期処理が成功した時に値が入り、失敗した時にはrejectに値が入ります。

例えば、存在しないfuga.txtというファイルを読み込もうとした場合、非同期関数の結果は失敗になるので、上記の例のようにresolveではなく、rejectに値が入ります。

constfs=require('fs');constreadAsync=returnnewPromise((resolve,reject)=>{reject('指定されたファイルは見つかりません');})readAsync().then((result)=>{console.log(result);}).catch((err)=>{console.log(err);})

Promiseオブジェクトを返す非同期関数の.catch節でエラーをハンドリングしています。

上記のコードの場合、下記のような出力になります。

指定されたファイルは見つかりません

Promise.allとPromise.raceについて

Promise.allとPromise.raceはどちらも複数の非同期関数を実行するためのものです。

それぞれの違いは、Promise.allは指定した全ての関数がresolveでもrejectでも全ての関数が実行されます。

Promise.raceは、指定した全ての関数の中で一つでもresolveまたはrejectになったら、その関数の結果のみを返して処理を終了します。

また、Promise.allでは実行の順番を保証するので、例えば下記のようなコードでも出力は順番通りになります。

consta=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(1);},10*1000);// 10秒待つ})constb=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(2);},5*1000);// 5秒待つ})constc=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(3);},1*1000);// 1秒待つ})Promise.all([a,b,c]).then((values)=>{console.log(values[0]);console.log(values[1]);console.log(values[2]);})

setTimeoutの値を見ると、出力される値の順番的には3, 2, 1となりそうですが、実際の出力は、

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となります。

Promise.raceのソースは下記のようになります。

返す値は関数一つ分なので、Promise.allのように配列で受け取る必要はありません。

consta=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(1);},10*1000);// 10秒待つ})constb=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(2);},5*1000);// 5秒待つ})constc=returnnewPromise((resolve,reject)=>{setTimeout(()=>{resolve(3);},1*1000);// 1秒待つ})Promise.race([a,b,c]).then((value)=>{console.log(value);})

上記のコードだと、一番早く処理が終わるのは非同期関数bなので、出力は、

2

となります。

おわりに

ジャバスクリプトムズカシイ。