簡單理解async、await語法實現原理

舞動乾坤發表於2018-10-01

簡單理解async、await語法實現原理
現在最新的前端框架生態都開始用上了Generator和yield, 有的甚至已經開始使用最新的async、await語法了, 這兩樣都是基於Generator自動執行的原理。

阮一峰 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) {
    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(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

DEMO

<!DOCTYPE html>
<html>

	<head>
		<meta charset="UTF-8">
		<title></title>
		<script type="text/javascript">
			function timeout(ms) {
				return {
					text: 'done'
				}
			}

			function* start() {
				const res = yield timeout(1000);
				return res;
			};

		 
             

			function fn(args) {
				return spawn(start);
			}

			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(function(v) {
							step(function() {
								return gen.next(v);
							});
						}, function(e) {
							step(function() {
								return gen.throw(e);
							});
						});
					}
					step(function() {
						return gen.next();
					});
				});
			}

			 fn().then((data)=>{
				console.log(data)
			})
		</script>
	</head>

	<body>
	</body>

</html>
複製程式碼

看下babel轉換後的

async function fns(args) {
				const res = await fetch('google.com');
				return res.text();
			}
複製程式碼

簡單理解async、await語法實現原理

'use strict';

			var fns = function() {
				var _ref = _asyncToGenerator(regeneratorRuntime.mark(function _callee(args) {
					var res;
					return regeneratorRuntime.wrap(function _callee$(_context) {
						while(1) {
							switch(_context.prev = _context.next) {
								case 0:
									_context.next = 2;
									return fetch('google.com');

								case 2:
									res = _context.sent;
									return _context.abrupt('return', res.text());

								case 4:
								case 'end':
									return _context.stop();
							}
						}
					}, _callee, this);
				}));

				return function fns(_x) {
					return _ref.apply(this, arguments);
				};
			}();

			function _asyncToGenerator(fn) {  //Generator函式自動執行
				return function() {
					var gen = fn.apply(this, arguments);
					return new Promise(function(resolve, reject) {
						function step(key, arg) {
							try {
								var info = gen[key](arg);
								var value = info.value;
							} catch(error) {
								reject(error);
								return;
							}
							if(info.done) {
								resolve(value);
							} else {
								return Promise.resolve(value).then(function(value) {
									step("next", value);
								}, function(err) {
									step("throw", err);
								});
							}
						}
						return step("next");
					});
				};
			}
複製程式碼

一、thunk函式 thunk函式指的是能將執行結果傳入回撥函式,並將該回撥函式返回的函式。 是不是有點抽象,舉個例子:

var readFile = function (fileName) {
    return function (callback) {
        return fs.readFile(fileName, callback)
    }
}
複製程式碼

下面我們來看下thunk函式怎樣執行

readFile('./package.json')((err, str) => {
    console.log(str.toString())
})
複製程式碼

問: thunk的執行比普通函式要麻煩不少,那麼它有什麼優勢呢?

thunk函式的優勢在於它能將非同步操作返回結果的獲取權交給thunk函式的返回值,

而不是將非同步操作結果傳入thunk函式本身的作用域內,這點很重要, 因為它能結合Generator語法讓Generator函式自動執行

二、Generator es6的Generator函式,具體語法這裡就不介紹了,

我們來編寫一個基於thunk函式的Generator:

let gen = function* () {
    let r1 = yield readFile('./package.json')
    console.log(r1.toString())
    let r2 = yield readFile('./index.js')
    console.log(r2.toString())
}
複製程式碼

我們來手動執行一下這個Generator:

let g = gen()
let r1 = g.next()
r1.value(function (err, data) {
    if (err) {
        throw err
    }
    let r2 = g.next(data)
    r2.value(function (err, data) {
        if (err) {
            throw err
        }
        g.next(data)
    })
})
複製程式碼

可以注意到,在我們手動執行基於thunk函式的Generator時, 有很多程式碼是可以複用的, 沒錯,所謂的Generator自動執行就是把這些可複用的部分封裝成函式, 然後讓它們遞迴執行,直到執行完所有的yield。

三、Generator自動執行器 下面就是Generator自動執行的核心程式碼

function run(fn) {
    let gen = fn()
    function next(err, data) {
        let result = gen.next(data)
        if (result.done) {
            return
        }
        result.value(next)
    }
    next()
}
複製程式碼

可以看到無非就是把可複用的部分封裝成next函式,然後讓其遞迴執行, 直到執行完所有的yield

其呼叫程式碼為:

run(gen)
複製程式碼

這樣就將原本繁雜的非同步操作封裝的十分簡單了

基於Promise的Generator的自動執行 上面的例子是基於thunk函式的,而即將出現的es7的async、await語法是基於Promise的

這裡再上一個基於Promise的Generator的自動執行

//包裝返回Promise物件的函式
function readFile(fileName) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(fileName, (error, data) => {
            if (error) {
                reject(error)
            } else {
                resolve(data)
            }
        })
    })
}
 
// 編寫Generator
let gen = function* () {
    let r1 = yield readFile('./package.json')
    console.log(r1.toString())
    let r2 = yield readFile('./index.js')
    console.log(r2.toString())
}

// 編寫Generator執行器
function run(gen) {
    let g = gen()
    function next(data) {
        let result = g.next(data)
        if (result.done) {
            return result.value
        }
        result.value.then((data) => next(data))
    }
    next()
}

//用Generator執行器自動執行
run(gen)
複製程式碼

這個和基於thunk函式的大同小異,只是把函式返回值的獲取權以Promise的方式交出

參考 簡單理解Generator自執行及async、await語法原理

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