jQuery 之 Callback 实现

在 js 开发中，由于没有多线程，经常会遇到回调这个概念，比如说，在 ready 函数中注册回调函数，注册元素的事件处理等等。在比较复杂的场景下，当一个事件发生的时候，可能需要同时执行多个回调方法，可以直接考虑到的实现就是实现一个队列，将所有事件触发时需要回调的函数都加入到这个队列中保存起来，当事件触发的时候，从这个队列重依次取出保存的函数并执行。

可以如下简单的实现。

首先，实现一个类函数来表示这个回调类。在 javascript 中，使用数组来表示这个队列。

function Callbacks() {
    this.list = [];
}

然后，通过原型实现类中的方法。增加和删除的函数都保存在数组中，fire 的时候，可以提供参数，这个参数将会被传递给每个回调函数。

Callbacks.prototype = {
    add: function(fn) {
        this.list.push(fn);
    },
    remove: function(fn){
        var position = this.list.indexOf(fn);
        if( position >=0){
            this.list.splice(position, 1);
        }
    },
    fire: function(args){
        for(var i=0; i<this.list.length; i++){
            var fn = this.list[i];
            fn(args);
        }
    }
};

测试代码如下：

function fn1(args){
    console.log("fn1: " + args);
}

function fn2(args){
    console.log("fn2: " + args);
}

var callbacks = new Callbacks();
callbacks.add(fn1);
callbacks.fire("Alice");

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

callbacks.remove(fn1);
callbacks.fire("Grace");

或者，不使用原型，直接通过闭包来实现。

function Callbacks() {
    
    var list = [];
    
    return {
         add: function(fn) {
            list.push(fn);
        },
        
        remove: function(fn){
            var position = list.indexOf(fn);
            if( position >=0){
                list.splice(position, 1);
            }
        },
        
        fire: function(args) {
            for(var i=0; i<list.length; i++){
                var fn = list[i];
                fn(args);
            }    
        }
    };
}

这样的话，示例代码也需要调整一下。我们直接对用 Callbacks 函数就可以了。

function fn1(args){
    console.log("fn1: " + args);
}

function fn2(args){
    console.log("fn2: " + args);
}

var callbacks = Callbacks();
callbacks.add(fn1);
callbacks.fire("Alice");

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

callbacks.remove(fn1);
callbacks.fire("Grace");

下面我们使用第二种方式继续进行。

对于更加复杂的场景来说，我们需要只能 fire 一次，以后即使调用了 fire ，也不再生效了。

比如说，可能在创建对象的时候，成为这样的形式。这里使用 once 表示仅仅能够 fire 一次。

var callbacks = Callbacks("once");

那么，我们的代码也需要进行一下调整。其实很简单，如果设置了 once，那么，在 fire 之后，将原来的队列中直接干掉就可以了。

function Callbacks(options) {
    var once = options === "once";
    var list = [];
    
    return {
         add: function(fn) {
            if(list){
                list.push(fn);
            }
        },
        
        remove: function(fn){
            if(list){
                var position = list.indexOf(fn);
                if( position >=0){
                    list.splice(position, 1);
                }
            }
        },
        
        fire: function(args) {
            if(list)
            {
                for(var i=0; i<list.length; i++){
                    var fn = list[i];
                    fn(args);
                }
            }
            if( once ){
                list = undefined;
            }
        }
    };
}

jQuery 中，不只提供了 once 一种方式，而是提供了四种类型的不同方式：

• once: 只能够触发一次。
• memory: 当队列已经触发之后，再添加进来的函数就会直接被调用，不需要再触发一次。
• unique: 保证函数的唯一
• stopOnFalse: 只要有一个回调返回 false，就中断后继的调用。

这四种方式可以组合，使用空格分隔传入构造函数即可，比如 $.Callbacks("once memory unique");

官方文档中，提供了一些使用的示例。

callbacks.add(fn1, [fn2, fn3,...])//添加一个/多个回调
callbacks.remove(fn1, [fn2, fn3,...])//移除一个/多个回调
callbacks.fire(args)//触发回调，将args传递给fn1/fn2/fn3……
callbacks.fireWith(context, args)//指定上下文context然后触发回调
callbacks.lock()//锁住队列当前的触发状态
callbacks.disable()//禁掉管理器，也就是所有的fire都不生效

由于构造函数串实际上是一个字符串，所以，我们需要先分析这个串，构建为一个方便使用的对象。

// String to Object options format cache
var optionsCache = {};

// Convert String-formatted options into Object-formatted ones and store in cache
function createOptions( options ) {
    var object = optionsCache[ options ] = {};
    jQuery.each( options.match( rnotwhite ) || [], function( _, flag ) {
        object[ flag ] = true;
    });
    return object;
}

这个函数将如下的参数 "once memory unique" 转换为一个对象。

{
    once: true,
    memory: true,
    unique: true
}

再考虑一些特殊的情况，比如在 fire 处理队列中，某个函数又在队列中添加了一个回调函数，或者，在队列中又删除了某个回调函数。为了处理这种情况，我们可以在遍历整个队列的过程中，记录下当前处理的起始下标、当前处理的位置等信息，这样，我们就可以处理类似并发的这种状况了。

// Flag to know if list was already fired
fired,
// Flag to know if list is currently firing
firing,
// First callback to fire (used internally by add and fireWith)
firingStart,
// End of the loop when firing
firingLength,
// Index of currently firing callback (modified by remove if needed)
firingIndex,
// Actual callback list
list = [],

如果在 fire 处理过程中，某个函数又调用了 fire 来触发事件呢？

我们可以将这个嵌套的事件先保存起来，等到当前的回调序列处理完成之后，再检查被保存的事件，继续完成处理。显然，使用队列是处理这种状况的理想数据结构，如果遇到这种状况，我们就将事件数据入队，待处理的时候，依次出队数据进行处理。什么时候需要这种处理呢？显然不是在 once 的状况下。在 JavaScript 中，堆队列也是通过数组来实现的，push 用来将数据追加到数组的最后，而 shift 用来出队，从数组的最前面获取数据。

不过，jQuery 没有称为队列，而是称为了 stack.

// Stack of fire calls for repeatable lists
stack = !options.once && [],

入队代码。

if ( firing ) {
    stack.push( args );
} 

出队代码。

if ( list ) {
    if ( stack ) {
        if ( stack.length ) {
            fire( stack.shift() );
        }
    } else if ( memory ) {
        list = [];
    } else {
        self.disable();
    }
}

先把基本结构定义出来，函数的开始定义我们使用的变量。

jQuery.Callbacks = function( options ) {
  var options = createOptions(options);
 
  var 
    memory,

    // Flag to know if list was already fired
    // 是否已经 fire 过
    fired,
    // Flag to know if list is currently firing
    // 当前是否还处于 firing 过程中
    firing,
    // First callback to fire (used internally by add and fireWith)
    // fire 调用的起始下标
    firingStart,
 
    // End of the loop when firing
    // 需要 fire 调用的队列长度
    firingLength,
 
    // Index of currently firing callback (modified by remove if needed)
    // 当前正在 firing 的回调在队列的索引
    firingIndex,
 
    // Actual callback list
    // 回调队列
    list = [],
 
    // Stack of fire calls for repeatable lists
    // 如果不是 once 的，stack 实际上是一个队列，用来保存嵌套事件 fire 所需的上下文跟参数
    stack = !options.once && [],
 
    _fire = function( data ) {
    };
 
  var self = {
    add : function(){},
    remove : function(){},
    has : function(){},
    empty : function(){},
    fireWith : function(context, args){
        _fire([context, args]);
    };
    fire : function(args){
        this.fireWith(this, args);
    }
    /* other function */
  }
  return self;
};

其中的 stack 用来保存在 fire 之后添加进来的函数。

而 firingIndex, firingLength 则用来保证在调用函数的过程中，我们还可以对这个队列进行操作。实现并发的处理。

我们从 add 函数开始。

add: function() {
    if ( list ) {  // 如果使用了 once，在触发完成之后，就不能再添加回调了。
        // First, we save the current length, 保存当前的队列长度
        var start = list.length;
        (function add( args ) {
            jQuery.each( args, function( _, arg ) {  
                var type = jQuery.type( arg );
                if ( type === "function" ) {
                    if ( !options.unique || !self.has( arg ) ) {
                        list.push( arg );
                    }
                } else if ( arg && arg.length && type !== "string" ) {
                    // Inspect recursively
                    add( arg );
                }
            });
        })( arguments );
        // Do we need to add the callbacks to the
        // current firing batch? 正在 firing 中，队列长度发生了变化
        if ( firing ) {
            firingLength = list.length;
        // With memory, if we're not firing then
        // we should call right away 如果是 memory 状态，而且已经触发过了，直接触发, memory 是保存了上次触发的状态
        } else if ( memory ) {
            firingStart = start;
            fire( memory );
        }
    }
    return this;
},

删除就简单一些了。检查准备删除的函数是否在队列中，while 的作用是一个回调可能被多次添加到队列中。

// Remove a callback from the list
remove: function() {
    if ( list ) {
        jQuery.each( arguments, function( _, arg ) {
            var index;
            while ( ( index = jQuery.inArray( arg, list, index ) ) > -1 ) {
                list.splice( index, 1 );
                // Handle firing indexes
                if ( firing ) {
                    if ( index <= firingLength ) {
                        firingLength--;
                    }
                    if ( index <= firingIndex ) {
                        firingIndex--;
                    }
                }
            }
        });
    }
    return this;
},

 has, empty, disable, disabled 比较简单。

// Check if a given callback is in the list.
// If no argument is given, return whether or not list has callbacks attached.
has: function( fn ) {
    return fn ? jQuery.inArray( fn, list ) > -1 : !!( list && list.length );
},
// Remove all callbacks from the list
empty: function() {
    list = [];
    firingLength = 0;
    return this;
},
// Have the list do nothing anymore
disable: function() {
    list = stack = memory = undefined;
    return this;
},
// Is it disabled?
disabled: function() {
    return !list;
},

锁住的意思其实是不允许再触发事件，stack 本身也用来表示是否禁止再触发事件。所以，通过直接将 stack 设置为 undefined，就关闭了再次触发事件的可能。

// Lock the list in its current state
lock: function() {
    stack = undefined;
    if ( !memory ) {
        self.disable();
    }
    return this;
},
// Is it locked?
locked: function() {
    return !stack;
},

fire 是暴露的触发方法。fireWith 则可以指定当前的上下文，也就是回调函数中使用的 this 。第一行的 if 判断中表示了触发事件的条件，必须存在 list，必须有 stack 或者还没有触发过。

// Call all callbacks with the given context and arguments
fireWith: function( context, args ) {
    if ( list && ( !fired || stack ) ) {
        args = args || [];
        args = [ context, args.slice ? args.slice() : args ];
        if ( firing ) {
            stack.push( args );
        } else {
            fire( args );
        }
    }
    return this;
},
// Call all the callbacks with the given arguments
fire: function() {
    self.fireWith( this, arguments );
    return this;
},
// To know if the callbacks have already been called at least once
fired: function() {
    return !!fired;
}
};

真正的 fire  函数。

// Fire callbacks
fire = function( data ) {
    memory = options.memory && data;
    fired = true;
    firingIndex = firingStart || 0;
    firingStart = 0;
    firingLength = list.length;
    firing = true;
    for ( ; list && firingIndex < firingLength; firingIndex++ ) {
        if ( list[ firingIndex ].apply( data[ 0 ], data[ 1 ] ) === false && options.stopOnFalse ) {
            memory = false; // To prevent further calls using add
            break;
        }
    }
    firing = false;
    if ( list ) {
        if ( stack ) {
            if ( stack.length ) {
                fire( stack.shift() );
            }
        } else if ( memory ) {
            list = [];
        } else {
            self.disable();
        }
    }
},

jQuery-2.1.3.js 中的 Callback 实现。

/*
 * Create a callback list using the following parameters:
 *
 *    options: an optional list of space-separated options that will change how
 *            the callback list behaves or a more traditional option object
 *
 * By default a callback list will act like an event callback list and can be
 * "fired" multiple times.
 *
 * Possible options:
 *
 *    once:            will ensure the callback list can only be fired once (like a Deferred)
 *
 *    memory:            will keep track of previous values and will call any callback added
 *                    after the list has been fired right away with the latest "memorized"
 *                    values (like a Deferred)
 *
 *    unique:            will ensure a callback can only be added once (no duplicate in the list)
 *
 *    stopOnFalse:    interrupt callings when a callback returns false
 *
 */
jQuery.Callbacks = function( options ) {

    // Convert options from String-formatted to Object-formatted if needed
    // (we check in cache first)
    options = typeof options === "string" ?
        ( optionsCache[ options ] || createOptions( options ) ) :
        jQuery.extend( {}, options );

    var // Last fire value (for non-forgettable lists)
        memory,
        // Flag to know if list was already fired
        fired,
        // Flag to know if list is currently firing
        firing,
        // First callback to fire (used internally by add and fireWith)
        firingStart,
        // End of the loop when firing
        firingLength,
        // Index of currently firing callback (modified by remove if needed)
        firingIndex,
        // Actual callback list
        list = [],
        // Stack of fire calls for repeatable lists
        stack = !options.once && [],
        // Fire callbacks
        fire = function( data ) {
            memory = options.memory && data;
            fired = true;
            firingIndex = firingStart || 0;
            firingStart = 0;
            firingLength = list.length;
            firing = true;
            for ( ; list && firingIndex < firingLength; firingIndex++ ) {
                if ( list[ firingIndex ].apply( data[ 0 ], data[ 1 ] ) === false && options.stopOnFalse ) {
                    memory = false; // To prevent further calls using add
                    break;
                }
            }
            firing = false;
            if ( list ) {
                if ( stack ) {
                    if ( stack.length ) {
                        fire( stack.shift() );
                    }
                } else if ( memory ) {
                    list = [];
                } else {
                    self.disable();
                }
            }
        },
        // Actual Callbacks object
        self = {
            // Add a callback or a collection of callbacks to the list
            add: function() {
                if ( list ) {
                    // First, we save the current length
                    var start = list.length;
                    (function add( args ) {
                        jQuery.each( args, function( _, arg ) {
                            var type = jQuery.type( arg );
                            if ( type === "function" ) {
                                if ( !options.unique || !self.has( arg ) ) {
                                    list.push( arg );
                                }
                            } else if ( arg && arg.length && type !== "string" ) {
                                // Inspect recursively
                                add( arg );
                            }
                        });
                    })( arguments );
                    // Do we need to add the callbacks to the
                    // current firing batch?
                    if ( firing ) {
                        firingLength = list.length;
                    // With memory, if we're not firing then
                    // we should call right away
                    } else if ( memory ) {
                        firingStart = start;
                        fire( memory );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Remove a callback from the list
            remove: function() {
                if ( list ) {
                    jQuery.each( arguments, function( _, arg ) {
                        var index;
                        while ( ( index = jQuery.inArray( arg, list, index ) ) > -1 ) {
                            list.splice( index, 1 );
                            // Handle firing indexes
                            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.
            has: function( fn ) {
                return fn ? jQuery.inArray( fn, list ) > -1 : !!( list && list.length );
            },
            // Remove all callbacks from the list
            empty: function() {
                list = [];
                firingLength = 0;
                return this;
            },
            // Have the list do nothing anymore
            disable: function() {
                list = stack = memory = undefined;
                return this;
            },
            // Is it disabled?
            disabled: function() {
                return !list;
            },
            // Lock the list in its current state
            lock: function() {
                stack = undefined;
                if ( !memory ) {
                    self.disable();
                }
                return this;
            },
            // Is it locked?
            locked: function() {
                return !stack;
            },
            // Call all callbacks with the given context and arguments
            fireWith: function( context, args ) {
                if ( list && ( !fired || stack ) ) {
                    args = args || [];
                    args = [ context, args.slice ? args.slice() : args ];
                    if ( firing ) {
                        stack.push( args );
                    } else {
                        fire( args );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Call all the callbacks with the given arguments
            fire: function() {
                self.fireWith( this, arguments );
                return this;
            },
            // To know if the callbacks have already been called at least once
            fired: function() {
                return !!fired;
            }
        };

    return self;
};