Promise和async await詳解

Promise

狀態

pending: 初始狀態, 非 fulfilled 或 rejected.

fulfilled: 成功的操作.

rejected: 失敗的操作.

基本用法

const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // ... some code

  if (/* 非同步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else {
    reject(error);
  }
});
複製程式碼

resolve函式的作用是，將Promise物件的狀態從“未完成”變為“成功”（即從 pending 變為 resolved），在非同步操作成功時呼叫，並將非同步操作的結果，作為引數傳遞出去；reject函式的作用是，將Promise物件的狀態從“未完成”變為“失敗”（即從 pending 變為 rejected），在非同步操作失敗時呼叫，並將非同步操作報出的錯誤，作為引數傳遞出去。 Promise例項生成以後，可以用then方法分別指定resolved狀態和rejected狀態的回撥函式。

promise.then(function(value) {
  // success
}, function(error) {
  // failure
});
複製程式碼

then()

它的作用是為 Promise 例項新增狀態改變時的回撥函式。前面說過，then方法的第一個引數是resolved狀態的回撥函式，第二個引數（可選）是rejected狀態的回撥函式。

getJSON("/post/1.json").then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function funcA(comments) {
  console.log("resolved: ", comments);
}, function funcB(err){
  console.log("rejected: ", err);
});
複製程式碼

then方法返回的是一個新的Promise例項（注意，不是原來那個Promise例項）。因此可以採用鏈式寫法，即then方法後面再呼叫另一個then方法。

catch()

Promise.prototype.catch方法是.then(null, rejection)的別名，用於指定發生錯誤時的回撥函式。

getJSON('/posts.json').then(function(posts) {
  // ...
}).catch(function(error) {
  // 處理 getJSON 和 前一個回撥函式執行時發生的錯誤
  console.log('發生錯誤！', error);
});
複製程式碼

finally()

finally方法用於指定不管 Promise 物件最後狀態如何，都會執行的操作。

promise
.then(result => {···})
.catch(error => {···})
.finally(() => {···});
複製程式碼

all()

Promise.all方法用於將多個 Promise 例項，包裝成一個新的 Promise 例項。

const p = Promise.all([p1, p2, p3]);

上面程式碼中，Promise.all方法接受一個陣列作為引數，p1、p2、p3都是 Promise 例項，如果不是，就會先呼叫下面講到的Promise.resolve方法，將引數轉為 Promise 例項，再進一步處理。（Promise.all方法的引數可以不是陣列，但必須具有 Iterator 介面，且返回的每個成員都是 Promise 例項。）

p的狀態由p1、p2、p3決定，分成兩種情況。

（1）只有p1、p2、p3的狀態都變成fulfilled，p的狀態才會變成fulfilled，此時p1、p2、p3的返回值組成一個陣列，傳遞給p的回撥函式。

（2）只要p1、p2、p3之中有一個被rejected，p的狀態就變成rejected，此時第一個被reject的例項的返回值，會傳遞給p的回撥函式。

const promises = [2, 3, 5, 7, 11, 13].map(function (id) {
  return getJSON('/post/' + id + ".json");
});

Promise.all(promises).then(function (posts) {
  // ...
}).catch(function(reason){
  // ...
});
複製程式碼

race()

const p = Promise.race([p1, p2, p3]);
複製程式碼

上面程式碼中，只要p1、p2、p3之中有一個例項率先改變狀態，p的狀態就跟著改變。那個率先改變的 Promise 例項的返回值，就傳遞給p的回撥函式。

resolve()

有時需要將現有物件轉為 Promise 物件，Promise.resolve方法就起到這個作用。

Promise.resolve('foo')
// 等價於
new Promise(resolve => resolve('foo'))
複製程式碼

reject()

Promise.reject(reason)方法也會返回一個新的 Promise 例項，該例項的狀態為rejected。

const p = Promise.reject('出錯了');
// 等同於
const p = new Promise((resolve, reject) => reject('出錯了'))

p.then(null, function (s) {
  console.log(s)
});
複製程式碼

常見錯誤

使用其副作用而不是return 下面的程式碼有什麼問題？

somePromise().then(function () {
  someOtherPromise();
}).then(function () {
  // Gee, I hope someOtherPromise() has resolved!
  // Spoiler alert: it hasn't.
});
複製程式碼

每一個promise物件都會提供一個then方法或者是catch方法

somePromise().then(function () {
  // I'm inside a then() function!
});
複製程式碼

我們在這裡能做什麼呢？有三種事可以做：

1. 返回另一個promise；

getUserByName('nolan').then(function (user) {
  return getUserAccountById(user.id);
}).then(function (userAccount) {
  // I got a user account!
});
複製程式碼

2. 返回一個同步值（或者undefined)

getUserByName('nolan').then(function (user) {
  if (inMemoryCache[user.id]) {
    return inMemoryCache[user.id];    // returning a synchronous value!
  }
  return getUserAccountById(user.id); // returning a promise!
}).then(function (userAccount) {
  // I got a user account!
});
複製程式碼

函式什麼都不返回等於返回了 undefined 目前為止，我們看到給 .then() 傳遞的都是函式，但是其實它可以接受非函式值：

later(1000)
  .then(later(2000))
  .then(function(data) {
    // data = later_1000
  });
複製程式碼

給 .then() 傳遞非函式值時，實際上會被解析成 .then(null)，從而導致上一個 promise 物件的結果被“穿透”。於是，上面的程式碼等價於：

later(1000)
  .then(null)
  .then(function(data) {
    // data = later_1000
  });
複製程式碼

為了避免不必要的麻煩，建議總是給 .then() 傳遞函式。

3. 丟擲一個同步錯誤。

getUserByName('nolan').then(function (user) {
  if (user.isLoggedOut()) {
    throw new Error('user logged out!'); // throwing a synchronous error!
  }
  if (inMemoryCache[user.id]) {
    return inMemoryCache[user.id];       // returning a synchronous value!
  }
  return getUserAccountById(user.id);    // returning a promise!
}).then(function (userAccount) {
  // I got a user account!
}).catch(function (err) {
  // Boo, I got an error!
});
複製程式碼

cacth()和then(null, …)並不完全相同

下面兩個程式碼是不等價的，當使用then(resolveHandler, rejectHandler)，rejectHandler不會捕獲在resolveHandler中丟擲的錯誤。

somePromise().then(function () {
  return someOtherPromise();
}).catch(function (err) {
  // handle error
});

somePromise().then(function () {
  return someOtherPromise();
}, function (err) {
  // handle error
});
複製程式碼

對於每個promise物件來說，一旦它被建立，相關的非同步程式碼就開始執行了

promise墜落現象 這個錯誤我在前文中提到的問題中間接的給出了。這個情況比較深奧，或許你永遠寫不出這樣的程式碼，但是這種寫法還是讓筆者感到震驚。 你認為下面的程式碼會輸出什麼？

Promise.resolve('foo').then(Promise.resolve('bar')).then(function (result) {
  console.log(result);
});
複製程式碼

如果你認為輸出的是bar，那麼你就錯了。實際上它輸出的是foo！

產生這樣的輸出是因為你給then方法傳遞了一個非函式（比如promise物件）的值，程式碼會這樣理解：then(null)，因此導致前一個promise的結果產生了墜落的效果。你可以自己測試一下：

Promise.resolve('foo').then(null).then(function (result) {
  console.log(result);
});
複製程式碼

讓我們回到之前講解promise vs promise factoriesde的地方。簡而言之，如果你直接給then方法傳遞一個promise物件，程式碼的執行是和你所想的不一樣的。then方法應當接受一個函式作為引數。因此你應當這樣書寫程式碼：

Promise.resolve('foo').then(function () {
  return Promise.resolve('bar');
}).then(function (result) {
  console.log(result);
});
複製程式碼

promise陣列依次執行

function fetch (api, ms, err = false) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    console.log(`fetch-${api}-${ms} start`)
    setTimeout(function () {
      err ? reject(`reject-${api}-${ms}`) : resolve(`resolve-${api}-${ms}`)
    }, ms)
  })
}

解法一
function loadData () {
  const promises = [fetch('API1', 3000), fetch('API2', 2000), fetch('API3', 5000)]
  promises.reduce((chain, promise) => {
    return chain.then((res) => {
      console.log(res)
      return promise
    })
  }, Promise.resolve('haha')).then(res => {
    console.log(res)
  })
}

loadData()
// 解法二
async function loadData () {
  const promises = [fetch('API1', 3000), fetch('API2', 2000), fetch('API3', 5000)]
  for (const promise of promises) {
    try {
      await promise.then(res => console.log(res))
    } catch (err) {
      console.error(err)
    }
  }
}

複製程式碼

promise常見面試題

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1);
    resolve();
    console.log(2);
});
promise.then(() => {
    console.log(3);
});
console.log(4);
複製程式碼

  輸出結果為：1，2，4，3。

  解題思路：then方法是非同步執行的。

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('success')
    reject('error')
  }, 1000)
})
promise.then((res)=>{
  console.log(res)
},(err)=>{
  console.log(err)
})
複製程式碼

  輸出結果：success

  解題思路：Promise狀態一旦改變，無法在發生變更。

Promise.resolve(1)
  .then(2)
  .then(Promise.resolve(3))
  .then(console.log)
複製程式碼

  輸出結果：1

  解題思路：Promise的then方法的引數期望是函式，傳入非函式則會發生值穿透。

setTimeout(()=>{
  console.log('setTimeout')
})
let p1 = new Promise((resolve)=>{
  console.log('Promise1')
  resolve('Promise2')
})
p1.then((res)=>{
  console.log(res)
})
console.log(1)
複製程式碼

  輸出結果：

    Promise1     1     Promise2     setTimeout

  解題思路：這個牽扯到js的執行佇列問題，整個script程式碼，放在了macrotask queue中，執行到setTimeout時會新建一個macrotask queue。但是，promise.then放到了另一個任務佇列microtask queue中。script的執行引擎會取1個macrotask queue中的task，執行之。然後把所有microtask queue順序執行完，再取setTimeout所在的macrotask queue按順序開始執行。（具體參考www.zhihu.com/question/36…）

setImmediate(function(){
    console.log(1);
},0);
setTimeout(function(){
    console.log(2);
},0);
new Promise(function(resolve){
    console.log(3);
    resolve();
    console.log(4);
}).then(function(){
    console.log(5);
});
console.log(6);
process.nextTick(function(){
    console.log(7);
});
console.log(8);
複製程式碼

結果是：3 4 6 8 7 5 2 1
複製程式碼

優先順序關係如下：

process.nextTick > promise.then > setTimeout > setImmediate
複製程式碼

V8實現中，兩個佇列各包含不同的任務：

macrotasks: script(整體程式碼),setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering
microtasks: process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver
複製程式碼

執行過程如下：JavaScript引擎首先從macrotask queue中取出第一個任務，執行完畢後，將microtask queue中的所有任務取出，按順序全部執行；然後再從macrotask queue中取下一個，執行完畢後，再次將microtask queue中的全部取出；迴圈往復，直到兩個queue中的任務都取完。

解釋：程式碼開始執行時，所有這些程式碼在macrotask queue中，取出來執行之。後面遇到了setTimeout，又加入到macrotask queue中，然後，遇到了promise.then，放入到了另一個佇列microtask queue。等整個execution context stack執行完後，下一步該取的是microtask queue中的任務了。因此promise.then的回撥比setTimeout先執行。 5.

Promise.resolve(1)
    .then((res) => {
        console.log(res);
        return 2;
    })
    .catch((err) => {
        return 3;
    })
    .then((res) => {
        console.log(res);
    });
複製程式碼

  輸出結果：1 2

  解題思路：Promise首先resolve(1)，接著就會執行then函式，因此會輸出1，然後在函式中返回2。因為是resolve函式，因此後面的catch函式不會執行，而是直接執行第二個then函式，因此會輸出2。

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
console.log('開始');
resolve('success');
}, 5000);
});
 
const start = Date.now();
promise.then((res) => {
console.log(res, Date.now() - start);
});
 
promise.then((res) => {
console.log(res, Date.now() - start);
});
複製程式碼

  輸出結果：

    開始

    success 5002

    success 5002

  解題思路：promise 的**.then或者.catch可以被呼叫多次，但這裡 Promise 建構函式只執行一次。或者說 promise 內部狀態一經改變，並且有了一個值，那麼後續每次呼叫.then** 或者**.catch**都會直接拿到該值。

let p1 = new Promise((resolve,reject)=>{
  let num = 6
  if(num<5){
    console.log('resolve1')
    resolve(num)
  }else{
    console.log('reject1')
    reject(num)
  }
})
p1.then((res)=>{
  console.log('resolve2')
  console.log(res)
},(rej)=>{
  console.log('reject2')
  let p2 = new Promise((resolve,reject)=>{
    if(rej*2>10){
      console.log('resolve3')
      resolve(rej*2)
    }else{
      console.log('reject3')
      reject(rej*2)
    }
  })
&emsp;&emsp;return p2
}).then((res)=>{
  console.log('resolve4')
  console.log(res)
},(rej)=>{
  console.log('reject4')
  console.log(rej)
})
複製程式碼

  輸出結果：

    reject1     reject2     resolve3     resolve4     12

  解題思路：我們上面說了Promise的先進之處在於可以在then方法中繼續寫Promise物件並返回。

new Promise(resolve => {
  console.log(1);
  resolve(3);
  new Promise((resolve2 => {
    resolve2(4)
  })).then(res => {
    console.log(res)
  })
}).then(num => {
  console.log(num)
});
console.log(2)
複製程式碼

輸出1 2 4 3

9.重頭戲！！！！實現一個簡單的Promise

function Promise(fn){
  var status = 'pending'
  function successNotify(){
      status = 'fulfilled'//狀態變為fulfilled
      toDoThen.apply(undefined, arguments)//執行回撥
  }
  function failNotify(){
      status = 'rejected'//狀態變為rejected
      toDoThen.apply(undefined, arguments)//執行回撥
  }
  function toDoThen(){
      setTimeout(()=>{ // 保證回撥是非同步執行的
          if(status === 'fulfilled'){
              for(let i =0; i< successArray.length;i ++)    {
                  successArray[i].apply(undefined, arguments)//執行then裡面的回掉函式
              }
          }else if(status === 'rejected'){
              for(let i =0; i< failArray.length;i ++)    {
                  failArray[i].apply(undefined, arguments)//執行then裡面的回掉函式
              }
          }
      })
  }
  var successArray = []
  var failArray = []
  fn.call(undefined, successNotify, failNotify)
  return {
      then: function(successFn, failFn){
          successArray.push(successFn)
          failArray.push(failFn)
          return undefined // 此處應該返回一個Promise
      }
  }
}
複製程式碼

  解題思路：Promise中的resolve和reject用於改變Promise的狀態和傳參，then中的引數必須是作為回撥執行的函式。因此，當Promise改變狀態之後會呼叫回撥函式，根據狀態的不同選擇需要執行的回撥函式。

async await

ES2017 標準引入了 async 函式，使得非同步操作變得更加方便。

async 函式是什麼？一句話，它就是 Generator 函式的語法糖。

前文有一個 Generator 函式，依次讀取兩個檔案。

var fs = require('fs');

var readFile = function (fileName) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    fs.readFile(fileName, function(error, data) {
      if (error) reject(error);
      resolve(data);
    });
  });
};

var gen = function* () {
  var f1 = yield readFile('/etc/fstab');
  var f2 = yield readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};
複製程式碼

寫成async函式，就是下面這樣。

var asyncReadFile = async function () {
  var f1 = await readFile('/etc/fstab');
  var f2 = await readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};
複製程式碼

一比較就會發現，async函式就是將 Generator 函式的星號（*）替換成async，將yield替換成await，僅此而已。

async函式對 Generator 函式的改進，體現在以下四點。

（1）內建執行器。

Generator 函式的執行必須靠執行器，所以才有了co模組，而async函式自帶執行器。也就是說，async函式的執行，與普通函式一模一樣，只要一行。

var result = asyncReadFile();
複製程式碼

上面的程式碼呼叫了asyncReadFile函式，然後它就會自動執行，輸出最後結果。這完全不像 Generator 函式，需要呼叫next方法，或者用co模組，才能真正執行，得到最後結果。

（2）更好的語義。

async和await，比起星號和yield，語義更清楚了。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。

（3）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，可以是Promise 物件和原始型別的值（數值、字串和布林值，但這時等同於同步操作）。

（4）返回值是 Promise。

async函式的返回值是 Promise 物件，這比 Generator 函式的返回值是 Iterator 物件方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。

進一步說，async函式完全可以看作多個非同步操作，包裝成的一個 Promise 物件，而await命令就是內部then命令的語法糖。

用法

基本用法

async函式返回一個 Promise 物件，可以使用then方法新增回撥函式。當函式執行的時候，一旦遇到await就會先返回，等到非同步操作完成，再接著執行函式體內後面的語句。

下面是一個例子。

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

getStockPriceByName('goog').then(function (result) {
  console.log(result);
});
複製程式碼

上面程式碼是一個獲取股票報價的函式，函式前面的async關鍵字，表明該函式內部有非同步操作。呼叫該函式時，會立即返回一個Promise物件。

下面是另一個例子，指定多少毫秒後輸出一個值。

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, ms);
  });
}

async function asyncPrint(value, ms) {
  await timeout(ms);
  console.log(value);
}

asyncPrint('hello world', 50);
複製程式碼

上面程式碼指定50毫秒以後，輸出hello world。

由於async函式返回的是 Promise 物件，可以作為await命令的引數。所以，上面的例子也可以寫成下面的形式。

async function timeout(ms) {
  await new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, ms);
  });
}

async function asyncPrint(value, ms) {
  await timeout(ms);
  console.log(value);
}

asyncPrint('hello world', 50);
複製程式碼

async 函式有多種使用形式。

// 函式宣告
async function foo() {}

// 函式表示式
const foo = async function () {};

// 物件的方法
let obj = { async foo() {} };
obj.foo().then(...)

// Class 的方法
class Storage {
  constructor() {
    this.cachePromise = caches.open('avatars');
  }

  async getAvatar(name) {
    const cache = await this.cachePromise;
    return cache.match(`/avatars/${name}.jpg`);
  }
}

const storage = new Storage();
storage.getAvatar('jake').then(…);

// 箭頭函式
const foo = async () => {};
複製程式碼

語法

async函式的語法規則總體上比較簡單，難點是錯誤處理機制。

返回 Promise 物件

async函式返回一個 Promise 物件。

async函式內部return語句返回的值，會成為then方法回撥函式的引數。

async function f() {
  return 'hello world';
}

f().then(v => console.log(v))
// "hello world"
複製程式碼

上面程式碼中，函式f內部return命令返回的值，會被then方法回撥函式接收到。

async函式內部丟擲錯誤，會導致返回的 Promise 物件變為reject狀態。丟擲的錯誤物件會被catch方法回撥函式接收到。

async function f() {
  throw new Error('出錯了');
}

f().then(
  v => console.log(v),
  e => console.log(e)
)
// Error: 出錯了
複製程式碼

Promise 物件的狀態變化

async函式返回的 Promise 物件，必須等到內部所有await命令後面的 Promise 物件執行完，才會發生狀態改變，除非遇到return語句或者丟擲錯誤。也就是說，只有async函式內部的非同步操作執行完，才會執行then方法指定的回撥函式。

下面是一個例子。

async function getTitle(url) {
  let response = await fetch(url);
  let html = await response.text();
  return html.match(/<title>([\s\S]+)<\/title>/i)[1];
}
getTitle('https://tc39.github.io/ecma262/').then(console.log)
// "ECMAScript 2017 Language Specification"
複製程式碼

上面程式碼中，函式getTitle內部有三個操作：抓取網頁、取出文字、匹配頁面標題。只有這三個操作全部完成，才會執行then方法裡面的console.log。

await 命令

正常情況下，await命令後面是一個 Promise 物件。如果不是，會被轉成一個立即resolve的 Promise 物件。

async function f() {
  return await 123;
}

f().then(v => console.log(v))
// 123
複製程式碼

上面程式碼中，await命令的引數是數值123，它被轉成 Promise 物件，並立即resolve。

await命令後面的 Promise 物件如果變為reject狀態，則reject的引數會被catch方法的回撥函式接收到。

async function f() {
  await Promise.reject('出錯了');
}

f()
.then(v => console.log(v))
.catch(e => console.log(e))
// 出錯了
複製程式碼

注意，上面程式碼中，await語句前面沒有return，但是reject方法的引數依然傳入了catch方法的回撥函式。這裡如果在await前面加上return，效果是一樣的。

只要一個await語句後面的 Promise 變為reject，那麼整個async函式都會中斷執行。

async function f() {
  await Promise.reject('出錯了');
  await Promise.resolve('hello world'); // 不會執行
}
複製程式碼

上面程式碼中，第二個await語句是不會執行的，因為第一個await語句狀態變成了reject。

有時，我們希望即使前一個非同步操作失敗，也不要中斷後面的非同步操作。這時可以將第一個await放在try...catch結構裡面，這樣不管這個非同步操作是否成功，第二個await都會執行。

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

f()
.then(v => console.log(v))
// hello world
複製程式碼

另一種方法是await後面的 Promise 物件再跟一個catch方法，處理前面可能出現的錯誤。

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

f()
.then(v => console.log(v))
// 出錯了
// hello world
複製程式碼

錯誤處理

如果await後面的非同步操作出錯，那麼等同於async函式返回的 Promise 物件被reject。

async function f() {
  await new Promise(function (resolve, reject) {
    throw new Error('出錯了');
  });
}

f()
.then(v => console.log(v))
.catch(e => console.log(e))
// Error：出錯了
複製程式碼

上面程式碼中，async函式f執行後，await後面的 Promise 物件會丟擲一個錯誤物件，導致catch方法的回撥函式被呼叫，它的引數就是丟擲的錯誤物件。具體的執行機制，可以參考後文的“async 函式的實現原理”。

防止出錯的方法，也是將其放在try...catch程式碼塊之中。

async function f() {
  try {
    await new Promise(function (resolve, reject) {
      throw new Error('出錯了');
    });
  } catch(e) {
  }
  return await('hello world');
}
複製程式碼

如果有多個await命令，可以統一放在try...catch結構中。

async function main() {
  try {
    var val1 = await firstStep();
    var val2 = await secondStep(val1);
    var val3 = await thirdStep(val1, val2);

    console.log('Final: ', val3);
  }
  catch (err) {
    console.error(err);
  }
}
複製程式碼

下面的例子使用try...catch結構，實現多次重複嘗試。

const superagent = require('superagent');
const NUM_RETRIES = 3;

async function test() {
  let i;
  for (i = 0; i < NUM_RETRIES; ++i) {
    try {
      await superagent.get('http://google.com/this-throws-an-error');
      break;
    } catch(err) {}
  }
  console.log(i); // 3
}

test();
複製程式碼

上面程式碼中，如果await操作成功，就會使用break語句退出迴圈；如果失敗，會被catch語句捕捉，然後進入下一輪迴圈。

使用注意點

第一點，前面已經說過，await命令後面的Promise物件，執行結果可能是rejected，所以最好把await命令放在try...catch程式碼塊中。

async function myFunction() {
  try {
    await somethingThatReturnsAPromise();
  } catch (err) {
    console.log(err);
  }
}

// 另一種寫法

async function myFunction() {
  await somethingThatReturnsAPromise()
  .catch(function (err) {
    console.log(err);
  };
}
複製程式碼

第二點，多個await命令後面的非同步操作，如果不存在繼發關係，最好讓它們同時觸發。

let foo = await getFoo();
let bar = await getBar();
複製程式碼

上面程式碼中，getFoo和getBar是兩個獨立的非同步操作（即互不依賴），被寫成繼發關係。這樣比較耗時，因為只有getFoo完成以後，才會執行getBar，完全可以讓它們同時觸發。

// 寫法一
let [foo, bar] = await Promise.all([getFoo(), getBar()]);

// 寫法二
let fooPromise = getFoo();
let barPromise = getBar();
let foo = await fooPromise;
let bar = await barPromise;
複製程式碼

上面兩種寫法，getFoo和getBar都是同時觸發，這樣就會縮短程式的執行時間。

第三點，await命令只能用在async函式之中，如果用在普通函式，就會報錯。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];

  // 報錯
  docs.forEach(function (doc) {
    await db.post(doc);
  });
}
複製程式碼

上面程式碼會報錯，因為await用在普通函式之中了。但是，如果將forEach方法的引數改成async函式，也有問題。

function dbFuc(db) { //這裡不需要 async
  let docs = [{}, {}, {}];

  // 可能得到錯誤結果
  docs.forEach(async function (doc) {
    await db.post(doc);
  });
}
複製程式碼

上面程式碼可能不會正常工作，原因是這時三個db.post操作將是併發執行，也就是同時執行，而不是繼發執行。正確的寫法是採用for迴圈。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];

  for (let doc of docs) {
    await db.post(doc);
  }
}
複製程式碼

如果確實希望多個請求併發執行，可以使用Promise.all方法。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];
  let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));

  let results = await Promise.all(promises);
  console.log(results);
}

// 或者使用下面的寫法

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];
  let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));

  let results = [];
  for (let promise of promises) {
    results.push(await promise);
  }
  console.log(results);
}
複製程式碼

async 函式的實現原理

async 函式的實現原理，就是將 Generator 函式和自動執行器，包裝在一個函式裡。

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

// 等同於

function fn(args) {
  return spawn(function* () {
    // ...
  });
}
複製程式碼

所有的async函式都可以寫成上面的第二種形式，其中的spawn函式就是自動執行器。

下面給出spawn函式的實現，基本就是前文自動執行器的翻版。

function spawn(genF) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    var gen = genF();
    function step(nextF) {
      try {
        var next = nextF();
      } catch(e) {
        return reject(e);
      }
      if(next.done) {
        return resolve(next.value);
      }
      Promise.resolve(next.value).then(function(v) {
        step(function() { return gen.next(v); });
      }, function(e) {
        step(function() { return gen.throw(e); });
      });
    }
    step(function() { return gen.next(undefined); });
  });
}
複製程式碼

與其他非同步處理方法的比較

我們通過一個例子，來看 async 函式與 Promise、Generator 函式的比較。

假定某個 DOM 元素上面，部署了一系列的動畫，前一個動畫結束，才能開始後一個。如果當中有一個動畫出錯，就不再往下執行，返回上一個成功執行的動畫的返回值。

首先是 Promise 的寫法。

function chainAnimationsPromise(elem, animations) {

  // 變數ret用來儲存上一個動畫的返回值
  var ret = null;

  // 新建一個空的Promise
  var p = Promise.resolve();

  // 使用then方法，新增所有動畫
  for(var anim of animations) {
    p = p.then(function(val) {
      ret = val;
      return anim(elem);
    });
  }

  // 返回一個部署了錯誤捕捉機制的Promise
  return p.catch(function(e) {
    /* 忽略錯誤，繼續執行 */
  }).then(function() {
    return ret;
  });

}
複製程式碼

雖然 Promise 的寫法比回撥函式的寫法大大改進，但是一眼看上去，程式碼完全都是 Promise 的 API（then、catch等等），操作本身的語義反而不容易看出來。

接著是 Generator 函式的寫法。

function chainAnimationsGenerator(elem, animations) {

  return spawn(function*() {
    var ret = null;
    try {
      for(var anim of animations) {
        ret = yield anim(elem);
      }
    } catch(e) {
      /* 忽略錯誤，繼續執行 */
    }
    return ret;
  });

}
複製程式碼

上面程式碼使用 Generator 函式遍歷了每個動畫，語義比 Promise 寫法更清晰，使用者定義的操作全部都出現在spawn函式的內部。這個寫法的問題在於，必須有一個任務執行器，自動執行 Generator 函式，上面程式碼的spawn函式就是自動執行器，它返回一個 Promise 物件，而且必須保證yield語句後面的表示式，必須返回一個 Promise。

最後是 async 函式的寫法。

async function chainAnimationsAsync(elem, animations) {
  var ret = null;
  try {
    for(var anim of animations) {
      ret = await anim(elem);
    }
  } catch(e) {
    /* 忽略錯誤，繼續執行 */
  }
  return ret;
}

複製程式碼

可以看到Async函式的實現最簡潔，最符合語義，幾乎沒有語義不相關的程式碼。它將Generator寫法中的自動執行器，改在語言層面提供，不暴露給使用者，因此程式碼量最少。如果使用Generator寫法，自動執行器需要使用者自己提供。

例項：按順序完成非同步操作

實際開發中，經常遇到一組非同步操作，需要按照順序完成。比如，依次遠端讀取一組 URL，然後按照讀取的順序輸出結果。

Promise 的寫法如下。

function logInOrder(urls) {
  // 遠端讀取所有URL
  const textPromises = urls.map(url => {
    return fetch(url).then(response => response.text());
  });

  // 按次序輸出
  textPromises.reduce((chain, textPromise) => {
    return chain.then(() => textPromise)
      .then(text => console.log(text));
  }, Promise.resolve());
}

複製程式碼

上面程式碼使用fetch方法，同時遠端讀取一組 URL。每個fetch操作都返回一個 Promise 物件，放入textPromises陣列。然後，reduce方法依次處理每個 Promise 物件，然後使用then，將所有 Promise 物件連起來，因此就可以依次輸出結果。

這種寫法不太直觀，可讀性比較差。下面是 async 函式實現。

async function logInOrder(urls) {
  for (const url of urls) {
    const response = await fetch(url);
    console.log(await response.text());
  }
}

複製程式碼

上面程式碼確實大大簡化，問題是所有遠端操作都是繼發。只有前一個URL返回結果，才會去讀取下一個URL，這樣做效率很差，非常浪費時間。我們需要的是併發發出遠端請求。

async function logInOrder(urls) {
  // 併發讀取遠端URL
  const textPromises = urls.map(async url => {
    const response = await fetch(url);
    return response.text();
  });

  // 按次序輸出
  for (const textPromise of textPromises) {
    console.log(await textPromise);
  }
}

複製程式碼

上面程式碼中，雖然map方法的引數是async函式，但它是併發執行的，因為只有async函式內部是繼發執行，外部不受影響。後面的for..of迴圈內部使用了await，因此實現了按順序輸出。

非同步遍歷器

《遍歷器》一章說過，Iterator 介面是一種資料遍歷的協議，只要呼叫遍歷器物件的next方法，就會得到一個物件，表示當前遍歷指標所在的那個位置的資訊。next方法返回的物件的結構是{value, done}，其中value表示當前的資料的值，done是一個布林值，表示遍歷是否結束。

這裡隱含著一個規定，next方法必須是同步的，只要呼叫就必須立刻返回值。也就是說，一旦執行next方法，就必須同步地得到value和done這兩個屬性。如果遍歷指標正好指向同步操作，當然沒有問題，但對於非同步操作，就不太合適了。目前的解決方法是，Generator 函式裡面的非同步操作，返回一個 Thunk 函式或者 Promise 物件，即value屬性是一個 Thunk 函式或者 Promise 物件，等待以後返回真正的值，而done屬性則還是同步產生的。

目前，有一個提案，為非同步操作提供原生的遍歷器介面，即value和done這兩個屬性都是非同步產生，這稱為”非同步遍歷器“（Async Iterator）。

非同步遍歷的介面

非同步遍歷器的最大的語法特點，就是呼叫遍歷器的next方法，返回的是一個 Promise 物件。

asyncIterator
  .next()
  .then(
    ({ value, done }) => /* ... */
  );

複製程式碼

上面程式碼中，asyncIterator是一個非同步遍歷器，呼叫next方法以後，返回一個 Promise 物件。因此，可以使用then方法指定，這個 Promise 物件的狀態變為resolve以後的回撥函式。回撥函式的引數，則是一個具有value和done兩個屬性的物件，這個跟同步遍歷器是一樣的。

我們知道，一個物件的同步遍歷器的介面，部署在Symbol.iterator屬性上面。同樣地，物件的非同步遍歷器介面，部署在Symbol.asyncIterator屬性上面。不管是什麼樣的物件，只要它的Symbol.asyncIterator屬性有值，就表示應該對它進行非同步遍歷。

下面是一個非同步遍歷器的例子。

const asyncIterable = createAsyncIterable(['a', 'b']);
const asyncIterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();

asyncIterator
.next()
.then(iterResult1 => {
  console.log(iterResult1); // { value: 'a', done: false }
  return asyncIterator.next();
})
.then(iterResult2 => {
  console.log(iterResult2); // { value: 'b', done: false }
  return asyncIterator.next();
})
.then(iterResult3 => {
  console.log(iterResult3); // { value: undefined, done: true }
});

複製程式碼

上面程式碼中，非同步遍歷器其實返回了兩次值。第一次呼叫的時候，返回一個 Promise 物件；等到 Promise 物件resolve了，再返回一個表示當前資料成員資訊的物件。這就是說，非同步遍歷器與同步遍歷器最終行為是一致的，只是會先返回 Promise 物件，作為中介。

由於非同步遍歷器的next方法，返回的是一個 Promise 物件。因此，可以把它放在await命令後面。

async function f() {
  const asyncIterable = createAsyncIterable(['a', 'b']);
  const asyncIterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
  console.log(await asyncIterator.next());
  // { value: 'a', done: false }
  console.log(await asyncIterator.next());
  // { value: 'b', done: false }
  console.log(await asyncIterator.next());
  // { value: undefined, done: true }
}

複製程式碼

上面程式碼中，next方法用await處理以後，就不必使用then方法了。整個流程已經很接近同步處理了。

注意，非同步遍歷器的next方法是可以連續呼叫的，不必等到上一步產生的Promise物件resolve以後再呼叫。這種情況下，next方法會累積起來，自動按照每一步的順序執行下去。下面是一個例子，把所有的next方法放在Promise.all方法裡面。

const asyncGenObj = createAsyncIterable(['a', 'b']);
const [{value: v1}, {value: v2}] = await Promise.all([
  asyncGenObj.next(), asyncGenObj.next()
]);

console.log(v1, v2); // a b

複製程式碼

另一種用法是一次性呼叫所有的next方法，然後await最後一步操作。

const writer = openFile('someFile.txt');
writer.next('hello');
writer.next('world');
await writer.return();

複製程式碼

for await...of

前面介紹過，for...of迴圈用於遍歷同步的 Iterator 介面。新引入的for await...of迴圈，則是用於遍歷非同步的 Iterator 介面。

async function f() {
  for await (const x of createAsyncIterable(['a', 'b'])) {
    console.log(x);
  }
}
// a
// b

複製程式碼

上面程式碼中，createAsyncIterable()返回一個非同步遍歷器，for...of迴圈自動呼叫這個遍歷器的next方法，會得到一個Promise物件。await用來處理這個Promise物件，一旦resolve，就把得到的值（x）傳入for...of的迴圈體。

for await...of迴圈的一個用途，是部署了 asyncIterable 操作的非同步介面，可以直接放入這個迴圈。

let body = '';
for await(const data of req) body += data;
const parsed = JSON.parse(body);
console.log('got', parsed);

複製程式碼

上面程式碼中，req是一個 asyncIterable 物件，用來非同步讀取資料。可以看到，使用for await...of迴圈以後，程式碼會非常簡潔。

如果next方法返回的Promise物件被reject，那麼就要用try...catch捕捉。

async function () {
  try {
    for await (const x of createRejectingIterable()) {
      console.log(x);
    }
  } catch (e) {
    console.error(e);
  }
}

複製程式碼

注意，for await...of迴圈也可以用於同步遍歷器。

(async function () {
  for await (const x of ['a', 'b']) {
    console.log(x);
  }
})();
// a
// b

複製程式碼

非同步Generator函式

就像 Generator 函式返回一個同步遍歷器物件一樣，非同步 Generator 函式的作用，是返回一個非同步遍歷器物件。

在語法上，非同步 Generator 函式就是async函式與 Generator 函式的結合。

async function* readLines(path) {
  let file = await fileOpen(path);

  try {
    while (!file.EOF) {
      yield await file.readLine();
    }
  } finally {
    await file.close();
  }
}

複製程式碼

上面程式碼中，非同步操作前面使用await關鍵字標明，即await後面的操作，應該返回Promise物件。凡是使用yield關鍵字的地方，就是next方法的停下來的地方，它後面的表示式的值（即await file.readLine()的值），會作為next()返回物件的value屬性，這一點是於同步Generator函式一致的。

可以像下面這樣，使用上面程式碼定義的非同步Generator函式。

for await (const line of readLines(filePath)) {
  console.log(line);
}

複製程式碼

非同步 Generator 函式可以與for await...of迴圈結合起來使用。

async function* prefixLines(asyncIterable) {
  for await (const line of asyncIterable) {
    yield '> ' + line;
  }
}

複製程式碼

yield命令依然是立刻返回的，但是返回的是一個Promise物件。

async function* asyncGenerator() {
  console.log('Start');
  const result = await doSomethingAsync(); // (A)
  yield 'Result: '+ result; // (B)
  console.log('Done');
}

複製程式碼

上面程式碼中，呼叫next方法以後，會在B處暫停執行，yield命令立刻返回一個Promise物件。這個Promise物件不同於A處await命令後面的那個 Promise 物件。主要有兩點不同，一是A處的Promise物件resolve以後產生的值，會放入result變數；二是B處的Promise物件resolve以後產生的值，是表示式'Result： ' + result的值；二是A處的 Promise 物件一定先於B處的 Promise 物件resolve。

如果非同步 Generator 函式丟擲錯誤，會被 Promise 物件reject，然後丟擲的錯誤被catch方法捕獲。

async function* asyncGenerator() {
  throw new Error('Problem!');
}

asyncGenerator()
.next()
.catch(err => console.log(err)); // Error: Problem!

複製程式碼

注意，普通的 async 函式返回的是一個 Promise 物件，而非同步 Generator 函式返回的是一個非同步Iterator物件。基本上，可以這樣理解，async函式和非同步 Generator 函式，是封裝非同步操作的兩種方法，都用來達到同一種目的。區別在於，前者自帶執行器，後者通過for await...of執行，或者自己編寫執行器。下面就是一個非同步 Generator 函式的執行器。

async function takeAsync(asyncIterable, count=Infinity) {
  const result = [];
  const iterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
  while (result.length < count) {
    const {value,done} = await iterator.next();
    if (done) break;
    result.push(value);
  }
  return result;
}

複製程式碼

上面程式碼中，非同步Generator函式產生的非同步遍歷器，會通過while迴圈自動執行，每當await iterator.next()完成，就會進入下一輪迴圈。

下面是這個自動執行器的一個使用例項。

async function f() {
  async function* gen() {
    yield 'a';
    yield 'b';
    yield 'c';
  }

  return await takeAsync(gen());
}

f().then(function (result) {
  console.log(result); // ['a', 'b', 'c']
})

複製程式碼

非同步 Generator 函式出現以後，JavaScript就有了四種函式形式：普通函式、async 函式、Generator 函式和非同步 Generator 函式。請注意區分每種函式的不同之處。

最後，同步的資料結構，也可以使用非同步 Generator 函式。

async function* createAsyncIterable(syncIterable) {
  for (const elem of syncIterable) {
    yield elem;
  }
}

複製程式碼

上面程式碼中，由於沒有非同步操作，所以也就沒有使用await關鍵字。

yield* 語句

yield*語句也可以跟一個非同步遍歷器。

async function* gen1() {
  yield 'a';
  yield 'b';
  return 2;
}

async function* gen2() {
  const result = yield* gen1();
}

複製程式碼

上面程式碼中，gen2函式裡面的result變數，最後的值是2。

與同步Generator函式一樣，for await...of迴圈會展開yield*。

(async function () {
  for await (const x of gen2()) {
    console.log(x);
  }
})();
// a
// b
複製程式碼