8 張圖幫你一步步看清 async/await 和 promise 的執行順序

Amy本尊發表於2018-12-14
  async  function async1() {

        console.log( 'async1 start' )

        await async2()

        console.log( 'async1 end' )

    }



    async function async2() {

        console.log( 'async2')

    }



    console.log( 'script start')



    setTimeout( function () {

        console.log( 'setTimeout' )

    }, 0)



    async1();



    
new Promise ( function ( resolve ) {

        console.log( 'promise1')

        resolve();

    } ).then( function () {

        console.log( 'promise2')

    } )



    console.log( 'script end')
複製程式碼

注:因為是一道前端面試題,所以答案是以瀏覽器的eventloop機制為準的,在node平臺上執行會有差異。

 script start

 async1 start

 async2

 promise1

 script end

 promise2

 async1 end

 setTimeout
複製程式碼

如果你發現執行結果跟自己想的一樣,可以選擇跳過這篇文章啦,

或者如果你有興趣看看俺倆的理解有沒有區別,可以跳到後面的 「畫圖講解的部分」

需要具備的前置知識 promise的使用經驗

瀏覽器端的eventloop

不過如果是對 ES7 的 async 不太熟悉,是沒關係的哈,因為這篇文章會詳解 async。

那麼如果不具備這些知識呢,推薦幾篇我覺得講得比較清楚的文章

segmentfault.com/a/119000001… async

segmentfault.com/a/119000000… await最清楚的文章

es6.ruanyifeng.com/#docs/promi… promise 的應該較少啦。

主要內容 第1部分:對於async await的理解 我推薦的那篇文章,對 async/await 講得更詳細。不過我希望自己能更加精煉的幫你理解它們。

這部分,主要會講解 3 點內容:

async 做一件什麼事情?

await 在等什麼?

await 等到之後,做了一件什麼事情?

補充: async/await 比 promise有哪些優勢?(回頭補充)

1.async 做一件什麼事情?

一句話概括: 帶 async 關鍵字的函式,它使得你的函式的返回值必定是 promise 物件。

也就是,如果async關鍵字函式返回的不是promise,會自動用 Promise.resolve() 包裝。

如果async關鍵字函式顯式地返回promise,那就以你返回的promise為準。

這是一個簡單的例子,可以看到 async 關鍵字函式和普通函式的返回值的區別:

async function fn1(){
   return 123
}



function fn2(){
   return 123
}



console.log(fn1())

console.log(fn2())

Promise {<resolved>: 123}



123
複製程式碼

所以你看,async 函式也沒啥了不起的,以後看到帶有 async 關鍵字的函式也不用慌張,你就想它無非就是把return值包裝了一下,其他就跟普通函式一樣。

關於async關鍵字還有那些要注意的?

在語義上要理解,async表示函式內部有非同步操作

另外注意,一般 await 關鍵字要在 async 關鍵字函式的內部,await 寫在外面會報錯。

2.await 在等什麼?

一句話概括: await等的是右側「表示式」的結果。

也就是說,右側如果是函式,那麼函式的return值就是「表示式的結果」。

右側如果是一個 'hello' 或者什麼值,那表示式的結果就是 'hello'。

async function async1() {

    console.log( 'async1 start')

    await async2()

    console.log( 'async1 end')

}

async function async2() {

    console.log( 'async2')

}

async1()

console.log( 'script start')
複製程式碼

這裡注意一點,可能大家都知道await會讓出執行緒,阻塞後面的程式碼,那麼上面例子中, async2 和 script start 誰先列印呢?

是從左向右執行,一旦碰到await直接跳出,阻塞 async2() 的執行?

還是從右向左,先執行async2後,發現有await關鍵字,於是讓出執行緒,阻塞程式碼呢?

實踐的結論是,從右向左的。先列印async2,後列印的 script start。

之所以提一嘴,是因為我經常看到這樣的說法,「一旦遇到await就立刻讓出執行緒,阻塞後面的程式碼」。

這樣的說法,會讓我誤以為,await後面那個函式, async2()也直接被阻塞呢。

3.await 等到之後,做了一件什麼事情?

那麼右側表示式的結果,就是await要等的東西。

等到之後,對於await來說,分2個情況:

不是promise物件

是promise物件

如果不是 promise , await會阻塞後面的程式碼,先執行async外面的同步程式碼,同步程式碼執行完,再回到async內部,把這個非promise的東西,作為 await表示式的結果。

如果它等到的是一個 promise 物件,await 也會暫停async後面的程式碼,先執行async外面的同步程式碼,等著 Promise 物件 fulfilled,然後把 resolve 的引數作為 await 表示式的運算結果。

第2部分:畫圖一步步看清巨集任務、微任務的執行過程 我們以開篇的經典面試題為例,分析這個例子中的巨集任務和微任務。

    async function async1() {

        console.log( 'async1 start')

        await async2()

        console.log('async1 end')

    }

    async function async2() {

        console.log( 'async2')

    }

    console.log('script start' )

    setTimeout( function () {

        console.log( 'setTimeout' )

    }, 0)

    async1();

    
    new Promise ( function ( resolve ) {

        console.log( 'promise1')

        resolve();

    } ).then(function () {

        console.log( 'promise2')

    } )

    console.log('script end')
複製程式碼

先分享一個我個人理解的巨集任務和微任務的慨念,在我腦海中巨集任務和為微任務如圖所示:

也就是「巨集任務」、「微任務」都是佇列。

一段程式碼執行時,會先執行巨集任務中的同步程式碼:

如果執行中遇到 setTimeout 之類巨集任務,那麼就把這個 setTimeout 內部的函式推入「巨集任務的佇列」中,下一輪巨集任務執行時呼叫。

如果執行中遇到 promise.then() 之類的微任務,就會推入到「當前巨集任務的微任務佇列」中,在本輪巨集任務的同步程式碼執行都完成後,依次執行所有的微任務1、2、3。

下面就以面試題為例子,分析這段程式碼的執行順序。

每次巨集任務和微任務發生變化,我都會畫一個圖來表示他們的變化。

直接列印同步程式碼 console.log('script start')

首先是2個函式宣告,雖然有async關鍵字,但不是呼叫我們就不看。然後首先是列印同步程式碼 console.log('script start')。

將setTimeout放入巨集任務佇列

預設 所包裹的程式碼,其實可以理解為是第一個巨集任務,所以這裡是巨集任務2:

呼叫async1,列印 同步程式碼 console.log('async1 start')

我們說過看到帶有async關鍵字的函式,不用害怕,它的僅僅是把return值包裝成了promise,其他並沒有什麼不同的地方。所以就很普通的列印 console.log('async1 start')。

分析一下 awaitasync2()

前文提過await,它先計算出右側的結果,然後看到await後,中斷async函式:

先得到await右側表示式的結果。執行 async2(),列印同步程式碼 console.log('async2'),並且return Promise.resolve(undefined)。

await後,中斷async函式,先執行async外的同步程式碼。

目前就直接列印 console.log('async2'):

被阻塞後,要執行async之外的程式碼。

執行 newPromise()

Promise建構函式是直接呼叫的同步程式碼,所以 console.log('promise1'):

程式碼執行到 promise.then()

程式碼執行到promise.then(),發現這個是微任務,所以暫時不列印,只是推入當前巨集任務的微任務佇列中。

注意:這裡只是把promise2推入微任務佇列,並沒有執行。微任務會在當前巨集任務的同步程式碼執行完畢,才會依次執行:

列印同步程式碼 console.log('script end')

沒什麼好說的。執行完這個同步程式碼後,「async外的程式碼」終於走了一遍

下面該回到 await 表示式那裡,執行 awaitPromise.resolve(undefined) 了。

回到async內部,執行 awaitPromise.resolve(undefined)

這部分可能不太好理解,我儘量表達我的想法。

對於 awaitPromise.resolve(undefined) 如何理解呢?

developer.mozilla.org/zh-CN/docs/…

根據 MDN 原話我們知道:如果一個 Promise 被傳遞給一個 await 操作符,await 將等待 Promise 正常處理完成並返回其處理結果。

在我們這個例子中,就是 Promise.resolve(undefined) 正常處理完成,並返回其處理結果。那麼 awaitasync2() 就算是執行結束了。

目前這個promise的狀態是fulfilled,等其處理結果返回就可以執行await下面的程式碼了。

那何時能拿到處理結果呢?

回憶平時我們用promise,呼叫resolve後,何時能拿到處理結果?是不是需要在then的第一個引數裡,才能拿到結果。

(呼叫resolve時,會把then的引數推入微任務佇列,等主執行緒空閒時,再呼叫它)。

所以這裡的 awaitPromise.resolve() 就類似於:

Promise.resolve( undefined)
.then((undefined) => {



})
複製程式碼

把then的第一個回撥引數 (undefined)=>{} 推入微任務佇列。

then執行完,才是 awaitasync2() 執行結束。

awaitasync2() 執行結束,才能繼續執行後面的程式碼,如圖:

此時當前巨集任務1都執行完了,要處理微任務佇列裡的程式碼。

微任務佇列,先進選出的原則:

執行微任務1,列印promise2

執行微任務2,沒什麼內容..

但是微任務2執行後, awaitasync2() 語句結束,後面的程式碼不再被阻塞,所以列印:

console.log( 'async1 end')

巨集任務1執行完成後,執行巨集任務2

巨集任務2的執行比較簡單,就是列印:

console.log('setTimeout')

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