Asynkronisen ohjelmoinnin tekniikoiden vertailu Node.js-ympäristössä

Abstract

Työn tarkoitus oli selvittää, mitä tekniikoita asynkroniseen ohjelmointiin on saatavilla, mitä heikkouksia ja vahvuuksia niillä on ja millaisiin tilanteisiin kukin tekniikka sopii parhaiten. Asynkronisella ohjelmoinnilla tarkoitetaan sitä, ettei ohjelman käskyjä suoriteta siinä järjestyksessä, missä ne esiintyvät lähdekoodissa.

Työssä esiteltiin aluksi synkroninen ja asynkroninen ohjelmointi, sekä asynkroniselle ohjelmoinnille saatavilla olevat tekniikat ympäristöstä huolimatta. Työn vertailu rajattiin kolmeen Node.js-ympäristössä saatavilla olevan asynkronisen ohjelmoinnin tekniikan vertailuun: takaisinkutsufunktioihin, async-apufunktiokirjastoon sekä lupauksiin (promises).

Vertailussa kuvailtiin kolme erilaista ongelmaa, joiden ratkaisut toteutettiin käyttäen kutakin vertailtavaa asynkronisen ohjelmoinnin tekniikkaa. Jokaisella ongelmalla oli myös erilainen samanaikaisuusvaatimus. Vertailun mittareina käytettiin käyttäjäkoodin luettavuutta, kompleksisuutta, suorituskykyä sekä käytettävyyttä.

Tuloksista kävi ilmi, että ongelmien eri vaatimuksista huolimatta lupaukset osoittautuivat parhaaksi tekniikaksi, kun kaikkien mittareiden yhteisvaikutus otetaan keskimäärin huomioon. Lupaukset käyttivät kuitenkin hieman enemmän muistia kuin muut tekniikat.

The purpose of this thesis was to find out what asynchronous programming techniques are available, what are their weaknesses and strengths and to what situations each technique is best suited for. Asynchronous programming means that a program's instructions are not executed in the same order as they appear in the source code of the program.

First synchronous and asynchronous programming and the techniques available for asynchronous programming regardless of environment were introduced. The comparison was restricted to three asynchronous programming techniques available in Node.js: callback functions, the async helper function library and promises.

For the comparison three different problems were described whose solutions were implemented using each of the selected techniques to be compared. Each problem had a different concurrency requirement. The criteria used for the comparison were readability and complexity of user code, performance and usability.

The results indicated that despite the differences in requirements of the problems, promises were the best technique when all the criteria are considered together overall. On the other hand, promises used slightly more memory than the other techniques.