什麼是回調,回調在編程中的含義

回調函數的最初需求背景

回調函數我能想到的最古老的場景就是系統編程會用到。

編程分為兩類:

  • 系統編程(system programming)
  • 應用編程(application programming)

什麼是系統編程:
  所謂系統編程,簡單來說,就是編寫各種各樣的功能庫。比如Windows裏面的win32、gdi32庫,win32就能調用主機硬件和系統層的功能,gdi32能用來繪製圖形相關。這些庫就等着那些做應用的人來調用就行。

什麼是應用編程:
  而應用編程就是利用已經寫好的各種系統功能庫、語言功能庫來編寫具某種業務功能用的程序,就是應用。比如一個基礎的爬蟲程序,可以利用python語言和requests庫來完成,一個基礎的Web站點可以利用Java語言和Java Servlet庫來完成。

系統編程和回調的關係

  系統程序員會給自己寫的庫留下一些接口,即API,以供應用程序員使用。所以在抽象層的圖示里,庫位於應用的底下。當程序跑起來時,一般情況下,應用程序會時常通過API調用庫里所預先備好的函數。但是有些庫函數卻要求應用先傳給它一個函數,好在合適的時候調用,以完成目標任務。這個被傳入的、后又被調用的函數就稱為回調函數。

如果你看文字看得比較懵,那麼你看我畫的圖(下面是圖1):

(圖1)

理解回調前,先理解同步調用

同步調用是以一種阻塞式調用,簡單來說就是從上往下,按照順序去執行。 而回調就是一種非同步調用式順序。

  同步式調用的具體案例,可以聯想到古代的烽火台。古代長城的烽火傳遞的機制就和同步調用差不多,現在我們假設每個烽火只能看到相鄰的烽火狀態,每個烽火的狀態只有亮(點火狀態)和暗(不點火狀態)。

  現在有A、B、C、D四個烽火台,A首先點亮,B看到A的烽火亮了,立馬去點火,花了2秒點亮。但是這時候負責C烽火的人在睡覺,可是這時候所有人都在等待C點亮,終於C睡了2個小時候看到了B點亮,然後去點亮。D由於長期沒有點亮,導致烽火出現問題,因此整個過程都在等待D的完成。(由此也引發一些思考,同步調用有時也容易掉鏈子,如果上一步掉鏈子了,下一步之後的操作都完蛋了。)

同步調用的案例代碼:

print("start.")
print(123)
print(456)

a = 7
if a > 6:
    print(789)

print(91011)
print("end.")

回調需要解決的問題

  常見的系統都會開發出很多庫,庫裏面有很多函數。而有些函數,需要調用者根據自己的需求來寫入要調用的函數。因為這個在編寫庫的時候沒法預測,只能由調用者輸入,所以就需要回調機制。

  回調機制是用來完善同步調用機制的一種方式,用來完善同步調用機制的還有異步調用機制。(後面會寫文章介紹這種更重要的異步)

回調函數怎麼解決實際問題的案例

回調就是通過如下方式來解決上面說的問題。

  • 函數能變成參數
  • 靈活、自定義的方式調用

函數變參數案例

def doubel(x):
    return 2*x

def quadruple(x):
    return 4*x

# mind function
def getAddNumber(k, getEventNumber):
    return 1 + getEventNumber(k)

def main():
    k=1
    i=getAddNumber(k,double)
    print(i)
    i=getAddNumber(k,quadruple)
    print(i)

# call main
main()

輸出結果:

3
5

靈活、自定義的方式調用(酒店叫醒旅客)案例

這個案例真是回調的靈魂所在了,假設你是酒店的前台小姐姐,你不可能知道今晚入住的旅客需不需要明天要不要叫醒服務、需要什麼樣的叫醒服務。

def call_you_phone(times):
    """
    叫醒方式: 給你打電話
    :param times: 打幾次電話
    :return: None
    """
    print('已經給旅客撥打了電話的次數:', str(times))

def knock_you_door(times):
    """
    叫醒方式: 去敲你房間門
    :param times: 敲幾次門
    :return: None
    """
    print('已經給旅客敲門的次數:', str(times))

def no_service(times):
    """
    叫醒方式: 無叫醒服務. (默認旅客是選無叫醒服務)
    :param times: 敲幾次門
    :return: None
    """
    print('顧客選擇無服務.不要打擾他的好夢。')

def front_desk(times, function_name=no_service()):
    """
    這個相當於酒店的前台,你去酒店之後,你要啥叫醒方式都得在前台說
    這裡是實現回調函數的核心,相當於一个中轉中心。
    :param times:次數
    :param function_name:回調函數名
    :return:調用的函數結果
    """
    return function_name(times)

if __name__ == '__main__':
    front_desk(100, call_you_phone)  # 意味着給你打100次電話,把你叫醒

輸出:

已經給旅客撥打了電話的次數:100

實際應用(Python的requests庫自帶的事件鈎子)

這個案例就很好解決原本程序是同步機制執行的,但是通過鈎子事件,就可以優先去執行一些先行步驟。而這個鈎子事件的原理就是函數回調。

import requests

def env_hooks(response, *args, **kwargs):
    print(response.headers['Content-Type'])

def main():
    result = requests.get("https://api.github.com", hooks=dict(response=env_hooks))
    print(result.text)

if __name__ == '__main__':
    main()

輸出:

application/json; charset=utf-8
{"current_user_url":"https://api.github.com/user","current_user_authorizations_html_url":"...省略"}

課後思考題

看完了上面的案例,請你回答如下幾個問題

1.回調在那些場景下使用?
2.回調必須以函數為參數嗎?
3.回調和異步的差異在哪裡?

把你的思考評論在評論區裏面,我會抽空給你回復的。

參考文獻

參考:
參考:

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