『刀刀博客』

主题

async函数 ​

含义 ​

ES7 引入了 async 函数，使得异步操作变得更加方便。async 可以看作 Generator 函数的语法糖，将 Generator 函数的星号（*）替换成 async，将 yield 替换成 await，仅此而已。

具体改进体现在以下4点：

  1. 内置执行器

    Generator 函数的执行必须靠执行器，而 async 函数自带执行器。也就是说，async 函数的执行，与普通函数一模一样，只要一行。

  2. 更好的语义

    async 和 await，比起星号和 yield，语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作，await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

  3. 更广的适用性

    await 后面可以是 Promise 对象和原始类型的值（数值、字符串和布尔值，但这时等同于同步操作）。

  4. 返回值是 Promise

    async 函数的返回值是 Promise 对象，这比 Generator 函数的返回值是 Iterator 对象方便多了。你可以用 then 方法指定下一步的操作。

用法 ​

async 函数返回一个 Promise 对象，可以使用 then 方法添加回调函数。当函数执行的时候，一旦遇到 await 就会先返回，等到触发的异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

javascript
async function getStockPriceByName(name) {
  let symbol = await getStockSymbol(name);
  let stockPrice = await getStockPrice(symbol);
  return stockPrice;
}

getStockPriceByName('goog').then(function (result) {
  console.log(result);
});

语法 ​

返回 Promise 对象 ​

async 函数 return 返回的值，会成为 then 方法回调函数的参数；throw 抛出的错误，能够变成 reject 状态，被 catch 方法回调函数接收到。

js
const fn1 = async () => {
  return 'hello world';
}

fn1().then(v => console.log(v)); // hello world

async function fn2 () {
  throw new Error('出错了');
}

fn2().then(
  v => console.log(v),
  e => console.log(e)
) // Error: 出错了

Promise 对象的状态变化 ​

async 函数返回的 Promise 对象，必须等到内部所有 await 命令后面的 Promise 对象执行完，才会发生状态改变，除非遇到 return 语句或者抛出错误。

js
async function fn(url) {
  const res = await axios.get(url)
  const txt = await res.text()
  return txt
}

await 命令 ​

await 命令后面是一个 Promise 对象，返回该对象的结果。如果不是 Promise 对象，会被转成一个立即 resolve 的 Promise 对象。

await 命令后面的 Promise 对象如果变为 reject 状态，则 reject 的参数会被 catch 方法的回调函数接收到，整个 async 函数都会中断执行，前面的 return 可以省略。

js
async function fn() {
  return await 123;
}

async function f() {
  await Promise.reject('出错了');
  await Promise.resolve('hello world'); // 不会执行
}

如果想要前一个异步失败也不会影响到后续的异步操作，可以用 try...catch 包裹第一个 await ，这样不管它是否成功，都不会影响后续的执行。

js
async function f() {
  try {
    await Promise.reject('出错了');
  } catch(e) {
  }
  return await Promise.resolve('hello world');
}

或者在 await 后面加上 catch 方法，这样不管前面的 await 是否成功，都会执行 catch 方法。

js
async function f() {
  await Promise.reject('出错了')
    .catch(e => console.log(e));
  return await Promise.resolve('hello world');
}

错误处理 ​

前面提到过，如果 await 后面的异步操作出错，那么等同于 async 函数返回的 Promise 对象被 reject，可以被 catch 捕获。

防止出错的方法是将其放在 try...catch 代码块之中。如果有多个 await ，也可以统一放在 try...catch 中。

js
async function f() {
  try {
    await f1()
    await f2()
    await f3()
  } catch(e) {
    console.log(e);
  }
}

可以使用 try...catch 结构实现多次重复尝试。如果异步操作成功，break 终止循环，否则继续循环，直到达到最大尝试次数。

js
async function fn() {
  let i = 0, MAX_NUM = 3;
  for (i = 0; i < MAX_NUM; ++i) {
    try {
      await something();
      break;
    } catch(e) {
    }
  }
}

使用注意点 ​

  1. await 命令后面的 Promise 对象，运行结果可能是 rejected，所以最好把 await 命令放在 try...catch 代码块中。
  2. 多个 await 命令后面的异步操作，如果不存在继发关系，最好使用 Promise.all 让它们同时触发。
  3. await 命令只能用在 async 函数之中，如果用在普通函数，就会报错。

async函数实现原理 ​

async 函数的实现原理，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。

js
async function fn(args) {
  // ...
}

// 等同于

function fn(args) {
  return spawn(function* () {
    // ...
  });
}

所有的 async 函数都可以写成上面的第二种形式，其中的 spawn 函数就是自动执行器。

js
function spawn(genF) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    const gen = genF();
    function step(nextF) {
      let next;
      try {
        next = nextF();
      } catch(e) {
        return reject(e);
      }
      if(next.done) {
        return resolve(next.value);
      }
      Promise.resolve(next.value).then(
        v => step(gen.next.bind(gen, v)),
        e => step(gen.throw.bind(gen, e))
      );
    }
    step(gen.next.bind(gen));
  });
}

与其他异步处理方法的比较 ​

Promise 方法虽然解决了回调地狱，但是异步操作如果多的话整个代码都是 then 、catch 等，可读性非常差。

Generator 函数可以暂停函数的执行，将多个需要等待的操作放在一个函数里，然后一个一个地执行，但是 Generator 函数的执行需要手动控制，即调用 next 方法。且必须有一个任务器自动执行 Generator 函数。

async 函数实现更简洁、符合语义，没有与语义不相关的代码，不暴露出执行器，是真正的异步。

异步遍历器 ​

Iterator 接口是数据遍历协议，调用 next 方法就能获取指针指向的遍历器对象 value 和 done ，但是这个方法是要同步的，调用必须立即拿到值。因此对于异步操作来说，这样不太合适了。

目前有一个提案为异步操作提供原生遍历器接口，即异步遍历器 Async Iterator 。

总结 ​

ES7 引入的 async 函数是 JavaScript 异步编程的重大进步，它简化了异步操作的写法，让异步代码看起来像同步代码一样直观。async 函数是基于 Promise 的语法糖，它内置执行器，无需像 Generator 函数那样需要外部执行器来控制执行流程。使用 async 函数时，只需在函数前加上 async 关键字，函数内部的异步操作前加上 await 关键字即可。await 后面可以跟 Promise 对象，也可以跟原始类型的值，它会暂停函数执行直到 Promise 完成，然后返回 Promise 的结果。如果 await 后面的 Promise 被 reject，它会抛出错误，这可以通过 try...catch 语句捕获。async 函数返回的总是 Promise 对象，可以用 then 和 catch 方法处理异步操作的结果和错误。

async 函数的实现原理是将 Generator 函数和自动执行器封装在一起。它通过创建一个 Promise 对象，然后在内部使用一个递归函数来处理 yield 表达式的结果，从而实现异步操作的自动执行。这种设计使得 async 函数的执行流程更加清晰，也避免了手动编写复杂的执行器代码。

与传统的回调函数、Promise 链式调用以及 Generator 函数相比，async 函数提供了更简洁、更易读的异步编程方式，且不需要额外的库或工具来实现。它使得异步编程的语义更加明确，代码组织更加合理，是目前 JavaScript 异步编程的首选方式。此外，随着语言的发展，异步遍历器 Async Iterator 也被提出，它允许在异步操作中使用 for await...of 语句进行遍历，进一步扩展了 async 函数的应用场景。

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