一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

大Y發表於2018-06-16
AI

什麼是async？

歡迎留言討論

async 函式是 Generator 函式的語法糖。使用 關鍵字 async 來表示，在函式內部使用 await 來表示非同步。相較於 Generator，async 函式的改進在於下面四點：

  • 內建執行器。Generator 函式的執行必須依靠執行器，而 async 函式自帶執行器，呼叫方式跟普通函式的呼叫一樣

  • 更好的語義。async 和 await 相較於 * 和 yield 更加語義化

  • 更廣的適用性。co 模組約定，yield 命令後面只能是 Thunk 函式或 Promise物件。而 async 函式的 await 命令後面則可以是 Promise 或者 原始型別的值（Number，string，boolean，但這時等同於同步操作）

  • 返回值是 Promise。async 函式返回值是 Promise 物件，比 Generator 函式返回的 Iterator 物件方便，可以直接使用 then() 方法進行呼叫

此處總結參考自：理解async/await

async是ES7新出的特性，表明當前函式是非同步函式，不會阻塞執行緒導致後續程式碼停止執行。

怎麼用

申明之後就可以進行呼叫了

async function asyncFn() {
　　return 'hello world';
}
asyncFn();複製程式碼

這樣就表示這是非同步函式，返回的結果

    一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄 

async 表示函式裡有非同步操作
await 表示緊跟在後面的表示式需要等待結果。

返回的是一個promise物件，狀態為resolved，引數是return的值。那再看下面這個函式

async function asyncFn() {
    return '我後執行'
}
asyncFn().then(result => {
    console.log(result);
})
console.log('我先執行');複製程式碼

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

上面的執行結果是先列印出'我先執行'，雖然是上面asyncFn()先執行，但是已經被定義非同步函式了，不會影響後續函式的執行。

現在理解了async基本的使用，那還有什麼特性呢？

async定義的函式內部會預設返回一個promise物件，如果函式內部丟擲異常或者是返回reject，都會使函式的promise狀態為失敗reject。

async function e() {    
    throw new Error('has Error');
}
e().then(success => console.log('成功', success))   
   .catch(error => console.log('失敗', error));複製程式碼

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

我們看到函式內部丟擲了一個異常，返回reject，async函式接收到之後，判定執行失敗進入catch，該返回的錯誤列印了出來。

async function throwStatus() {    
    return '可以返回所有型別的值'
}
throwStatus().then(success => console.log('成功', success))             
             .catch(error => console.log('失敗', error));複製程式碼

//列印結果

成功 可以返回所有型別的值
複製程式碼

async函式接收到返回的值，發現不是異常或者reject，則判定成功，這裡可以return各種資料型別的值，false,NaN,undefined...總之，都是resolve

但是返回如下結果會使async函式判定失敗reject

  1. 內部含有直接使用並且未宣告的變數或者函式。
  2. 內部丟擲一個錯誤throw new Error或者返回reject狀態return Promise.reject('執行失敗')
  3. 函式方法執行出錯（?：Object使用push()）等等...

還有一點，在async裡，必須要將結果return回來，不然的話不管是執行reject還是resolved的值都為undefine，建議使用箭頭函式。

其餘返回結果都是判定resolved成功執行。

//正確reject方法。必須將reject狀態return出去。
async function PromiseError() {    
   return Promise.reject('has Promise Error');
}

//這是錯誤的做法，並且判定resolve，返回值為undefined,並且Uncaught報錯
async function PromiseError() {
  Promise.reject('這是錯誤的做法');
}

PromiseError().then(success => console.log('成功', success))              
              .catch(error => console.log('失敗', error));複製程式碼


一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

我們看到第二行多了個Promise物件列印，不用在意，這個是在Chrome控制檯的預設行為，我們平常在控制檯進行賦值也是同樣的效果。如果最後執行語句或者表示式沒有return返回值，預設undefined，做個小實驗。

var a = 1;
//undefined
------------------------------------------------------------
console.log(a);
//1
//undefined
------------------------------------------------------------
function a(){ console.log(1) }
a();
//1
//undefined
------------------------------------------------------------
function b(){ return console.log(1) }
b();
//1
//undefined
------------------------------------------------------------
function c(){ return 1}
c();
//1
------------------------------------------------------------
async function d(){
    '這個值接收不到'
}
d().then(success => console.log('成功',success));
//成功  undefined
//Promise { <resolved>: undefined }
-----------------------------------------------------------
async function e(){
    return '接收到了'
}
e().then(success => console.log('成功',success));
//成功  接收到了
//Promise { <resolved>: undefined }複製程式碼

最後一行Promise { <resolved> : undefined } 是因為返回的是console.log執行語句，沒有返回值。

d().then(success => console.log('成功',success)}
等同於
d().then(function(success){ 
            return console.log('成功',success);
        });

複製程式碼

js本身是單執行緒的，通過v8我們可以擁有"非同步"的能力

認識完了async，來講講await。

await是什麼？

await意思是async wait(非同步等待)。這個關鍵字只能在使用async定義的函式裡面使用。任何async函式都會預設返回promise，並且這個promise解析的值都將會是這個函式的返回值，而async函式必須等到內部所有的 await 命令的 Promise 物件執行完，才會發生狀態改變。

打個比方，await是學生，async是校車，必須等人齊了再開車。

就是說，必須等所有await 函式執行完畢後，才會告訴promise我成功了還是失敗了，執行then或者catch

async function awaitReturn() {     
    return await 1
};
awaitReturn().then(success => console.log('成功', success))
             .catch(error => console.log('失敗',error))複製程式碼

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

在這個函式裡，有一個await函式，async會等到await 1 這一步執行完了才會返回promise狀態，毫無疑問，判定resolved。

很多人以為await會一直等待之後的表示式執行完之後才會繼續執行後面的程式碼，實際上await是一個讓出執行緒的標誌。await後面的函式會先執行一遍(比如await Fn()的Fn ,並非是下一行程式碼)，然後就會跳出整個async函式來執行後面js棧的程式碼。等本輪事件迴圈執行完了之後又會跳回到async函式中等待await後面表示式的返回值，如果返回值為非promise則繼續執行async函式後面的程式碼，否則將返回的promise放入Promise佇列（Promise的Job Queue）

來看個簡單點的例子

const timeoutFn = function(timeout){ 
	return new Promise(function(resolve){
		return setTimeout(resolve, timeout);
               });
}

async function fn(){
    await timeoutFn(1000);
    await timeoutFn(2000);
    return '完成';
}

fn().then(success => console.log(success));複製程式碼

這裡本可以用箭頭函式寫方便點，但是為了便於閱讀本質，還是換成了ES5寫法，上面執行函式內所有的await函式才會返回狀態，結果是執行完畢3秒後才會彈出'完成'。

正常情況下，await 命令後面跟著的是 Promise ，如果不是的話，也會被轉換成一個 立即 resolve 的 Promise。

也可以這麼寫

function timeout(time){
    return new Promise(function(resolve){
        return setTimeout(function(){ 
                    return resolve(time + 200)
               },time);
    })
}

function first(time){
    console.log('第一次延遲了' + time );
    return timeout(time);
}
function second(time){
    console.log('第二次延遲了' + time );
    return timeout(time);
}
function third(time){
    console.log('第三次延遲了' + time );
    return timeout(time);
}

function start(){
    console.log('START');
    const time1 = 500;
    first(time1).then(time2 => second(time2) )
                .then(time3 => third(time3)  )
                .then(res => {
                              console.log('最後一次延遲' + res );
                              console.timeEnd('END');
                             })
};
start();複製程式碼

這樣用then鏈式回撥的方式執行resolve

//列印結果

START
第一次延遲了500
第二次延遲了700
第三次延遲了900
最後一次延遲1100
END
複製程式碼

用async/await呢？

async function start() {
    console.log('START');
    const time1 = 500;
    const time2 = await first(time1);
    const time3 = await second(time2);
    const res = await third(time3);
    console.log(`最後一次延遲${res}`);
    console.log('END');
}
start();複製程式碼

達到了相同的效果。但是這樣遇到一個問題，如果await執行遇到報錯呢

async function start() {
    console.log('START');
    const time1 = 500;
    const time2 = await first(time1);
    const time3 = await Promise.reject(time2);
    const res = await third(time3);
    console.log(`最後一次延遲${res}`);
    console.log('END');
}
start();複製程式碼

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返回reject後，後面的程式碼都沒有執行了，以此遷出一個例子:

let last;
async function throwError() {  
    await Promise.reject('error');    
    last = await '沒有執行'; 
}
throwError().then(success => console.log('成功', last))
            .catch(error => console.log('失敗',last))複製程式碼

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其實
async函式不難，難在錯處理上。

上面函式，執行的到await排除一個錯誤後，就停止往下執行，導致last沒有賦值報錯。

async裡如果有多個await函式的時候，如果其中任一一個丟擲異常或者報錯了，都會導致函式停止執行，直接reject;

怎麼處理呢，可以用try/catch，遇到函式的時候，可以將錯誤丟擲，並且繼續往下執行。

let last;
async function throwError() {  
    try{  
       await Promise.reject('error');    
       last = await '沒有執行'; 
    }catch(error){
        console.log('has Error stop');
    }
}
throwError().then(success => console.log('成功', last))
            .catch(error => console.log('失敗',last))複製程式碼

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

這樣的話，就可以繼續往下執行了。



來個?練習下

function testSometing() {
    console.log("testSomething");
    return "return testSomething";
}

async function testAsync() {
    console.log("testAsync");
    return Promise.resolve("hello async");
}

async function test() {
    console.log("test start...");

    const testFn1 = await testSometing();
    console.log(testFn1);

    const testFn2 = await testAsync();
    console.log(testFn2);

    console.log('test end...');
}

test();

var promiseFn = new Promise((resolve)=> { 
                    console.log("promise START...");
                    resolve("promise RESOLVE");
                });
promiseFn.then((val)=> console.log(val));

console.log("===END===")複製程式碼

執行結果

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我們一步步來解析

首先test()列印出test start...

然後 testFn1 = await testSomething(); 的時候，會先執行testSometing()這個函式列印出“testSometing”的字串。

之後因為await會讓出執行緒就會去執行後面的。testAsync()執行完畢返回resolve，觸發promiseFn列印出“promise START...”。

接下來會把返回的Promiseresolve("promise RESOLVE")放入Promise佇列（Promise的Job Queue），繼續執行列印“===END===”。

等本輪事件迴圈執行結束後，又會跳回到async函式中（test()函式），等待之前await 後面表示式的返回值，因為testSometing() 不是async函式，所以返回的是一個字串“returntestSometing”。

test()函式繼續執行，執行到testFn2()，再次跳出test()函式，列印出“testAsync”，此時事件迴圈就到了Promise的佇列，執行promiseFn.then((val)=> console.log(val));列印出“promise RESOLVE”。

之後和前面一樣 又跳回到test函式繼續執行console.log(testFn2)的返回值，列印出“hello async”。

最後列印“test end...”。

加點料，讓testSomething()變成async

async function testSometing() {
    console.log("testSomething");
    return "return testSomething";
}

async function testAsync() {
    console.log("testAsync");
    return Promise.resolve("hello async");
}

async function test() {
    console.log("test start...");

    const testFn1 = await testSometing();
    console.log(testFn1);

    const testFn2 = await testAsync();
    console.log(testFn2);

    console.log('test end...');
}

test();

var promiseFn = new Promise((resolve)=> { 
                    console.log("promise START...");
                    resolve("promise RESOLVE");
                });
promiseFn.then((val)=> console.log(val));

console.log("===END===")複製程式碼

執行結果

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

和上一個例子比較發現promiseFn.then((val)=> console.log(val)); 先於console.log(testFn1) 執行。

原因是因為現在的版本async函式會被await resolve，

function testSometing() {
    console.log("testSomething");
    return "return testSomething";
}
console.log(Object.prototype.toString.call(testSometing)) // [object Function]
console.log(Object.prototype.toString.call(testSometing())) // [object String]

async function testSometing() {
    console.log("testSomething");
    return "return testSomething";
}
console.log(Object.prototype.toString.call(testSometing)) // [object AsyncFunction]
console.log(Object.prototype.toString.call(testSometing())) // [object Promise]複製程式碼

testSomething()已經是async函式，返回的是一個Promise物件需要等它 resolve 後將當前Promise 推入佇列，隨後先清空呼叫棧，所以會"跳出" test() 函式執行後續程式碼，隨後才開始執行該 Promise。

更新

今天是2019-11-06 12:03:46，收到幾位掘友的反饋，最後一個例子的執行時機不符合現有版本的result，原因可能是在文章完結後至今的一年半內 Chrome V8 更新導致，如果有 Opear 或者是其他使用了 Chrome 核心的瀏覽器，或者到 這個地址 下載舊版本 Chrome，筆者測試使用的是 Opera，在 Chrome V8 release 文件或裡並未找到相關說明。

一次性讓你懂async/await，解決回撥地獄

之前的版本中，await 的函式需要3次tick才會被執行，在當前的版本，v8團隊為了提升效能，違反了規範，沒有嚴格按照 promise-resolve-functions 的第13步執行，導致3次tick減少2次。原文

在Node11版本以上，行為已經和瀏覽器統一，從表面上，你大可以理解 await AsyncFunction 返回的 Promise 為同步任務。

後話

越來越多的人正在研究據說是非同步終極程式設計解決方案的async/await，但是大部分人對這個方法內部怎麼執行的還不是很瞭解，整理了await之後js的執行順序，希望對你們有所幫助

  1. 是一種編寫非同步程式碼的新方法。之前非同步程式碼的方案是callback和promise。
  2. 建立在 promise 的基礎上，與promise一樣也是非阻塞的。
  3. async/await 讓非同步程式碼看起來、表現起來更像同步程式碼。這正是其威力所在。

參考文獻：理解 JavaScript 的 async/await



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