[技术分享]一文彻底理解 ES7 中的 Async / Await

xperia发布于4 个月前 • 120 次阅读

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「async/await」promise 的另一种更便捷更流行的写法,同时它也更易于理解和使用。

Async functions

让我们以 async 这个关键字开始。它可以被放置在任何函数前面,像下面这样:

async function f() {
  return 1;
}

在函数前面的「async」这个单词表达了一个简单的事情:即这个函数总是返回一个 promise。即使这个函数在语法上返回了一个非 promise 的值,加了「async」」这个关键字就会指示 JavaScript 引擎自动将返回值包装成一个解析后的 promise

例如,以下的代码就返回了一个以 1 为结果的解析后的 promise, 让我们试一下:

async function f() {
  return 1;
}

f().then(alert); // 1

… 我们也可以显式返回一个 promise,结果是一样的:

async function f() {
  return Promise.resolve(1);
}

f().then(alert); // 1

所以说,async 确保了函数的返回值是一个 promise,也会包装非 promise 的值。很简单是吧?但是还没完。还有一个关键字叫 await,它只在 async 函数中有效,也非常酷。

Await

语法如下:

// 只在 async 函数中有效
let value = await promise;

关键字 awaitJavaScript 引擎等待直到 promise 完成并返回结果。

这里的例子就是一个 1 秒后解析的 promise

async function f() {

  let promise = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => resolve("done!"), 1000)
  });

  let result = await promise; // 等待直到 promise 解析 (*)

  alert(result); // "done!"
}

f();

这个函数在执行的时候,「暂停」在了 (*) 那一行,并且当 promise 完成后,拿到 result 作为结果继续往下执行。所以「done!」是在一秒后显示的。

划重点:await 字面的意思就是让 JavaScript 引擎等待直到 promise 状态完成,然后以完成的结果继续执行。这个行为不会耗费 CPU 资源,因为引擎可以同时处理其他任务:执行其他脚本,处理事件等。

相比 promise.then 来获取 promise 结果,这只是一个更优雅的语法,同时也更易书写。

不能在普通函数中使用 await

如果我们尝试在非 async 函数中使用 await 的话,就会报语法错误:

function f() {
  let promise = Promise.resolve(1);
  let result = await promise; // 语法错误
}

如果函数前面没有 async 关键字,我们就会得到一个语法错误。就像前面说的,await 只在 async 函数 中有效。

await 不能在顶层代码运行

刚开始使用 await 的人常常会忘记 await 不能用在顶层代码中。如,下面这样就不行:

// 用在顶层代码中会报语法错误
let response = await fetch('/article/promise-chaining/user.json');
let user = await response.json();

我们可以将其包裹在一个匿名 async 函数中,如:

(async () => {
  let response = await fetch('/article/promise-chaining/user.json');
  let user = await response.json();
  ...
})();
await 可以接收「thenables」

promise.then 那样,await 被允许接收 thenable 对象(具有 then 方法的对象)。有些对象虽然不是 promise,但是却兼容 promise,如果这些对象支持 .then,那么就可以对它们使用 await

下面是一个 Thenable 类,await 接收了该类的实例:

class Thenable {
  constructor(num) {
    this.num = num;
  }
  then(resolve, reject) {
    alert(resolve);
    // 1 秒后解析为 this.num*2
    setTimeout(() => resolve(this.num * 2), 1000); // (*)
  }
};

async function f() {
  // 等待 1 秒, result 变为 2
  let result = await new Thenable(1);
  alert(result);
}

f();

如果 await 接收了一个非 promise 的但是提供了 .then 方法的对象,它就会调用这个 then 方法,并将原生函数 resolvereject 作为参数传入。然后 await 等到这两个方法中的某个被调用(在例子中发生在(*)的那一行),再处理得到的结果。

Async methods

如果想定义一个 async 的类方法,在方法前面添加 async 就可以了:

class Waiter {
  async wait() {
    return await Promise.resolve(1);
  }
}

new Waiter().wait().then(alert); // 1

异常处理

如果一个 promise 正常解析,await promise 返回的就是其结果。但是如果 promise 被拒绝,就会抛出一个错误,就像在那一行有个 throw 语句那样。

这里的代码:

async function f() {
  await Promise.reject(new Error("Whoops!"));
}

…和下面是一样的:

async function f() {
  throw new Error("Whoops!");
}

在真实的环境下,promise 被拒绝前通常会等待一段时间。所以 await 会等待,然后抛出一个错误。

我们可以用 try...catch 来捕获上面的错误,就像对一般的 throw 语句那样:

async function f() {

  try {
    let response = await fetch('http://no-such-url');
  } catch(err) {
    alert(err); // TypeError: failed to fetch
  }
}

f();

如果有错误发生,代码就会跳到 catch 块中。当然也可以用 try 包裹多行 await 代码:

async function f() {

  try {
    let response = await fetch('/no-user-here');
    let user = await response.json();
  } catch(err) {
    // 捕获到 fetch 和 response.json 中的错误
    alert(err);
  }
}

f();

如果我们不使用 try...catch,由f() 产生的 promise 就会被拒绝。我们可以在函数调用后添加 .catch 来处理错误:

async function f() {
  let response = await fetch('http://no-such-url');
}

// f() 变为一个被拒绝的 promise
f().catch(alert); // TypeError: failed to fetch // (*)

如果我们忘了添加 .catch,我们就会得到一个未处理的 promise 错误(显示在控制台)。我们可以通过在错误处理与 promise 章节讲的全局事件处理器来捕获这些。

async/awaitpromise.then/catch 当我们使用 async/await 时,几乎就不会用到 .then 了,因为为我们await 处理了异步等待。并且我们可以用 try...catch 来替代 .catch。这通常更加方便(当然不是绝对的)。

但是当我们在顶层代码,外面并没有任何 async 函数,我们在语法上就不能使用 await 了,所以这时候就可以用 .then/catch 来处理结果和异常。

就像上面代码的 (*) 那行一样。

async/await 可以和 Promise.all 一起使用

当我们需要同时等待多个 promise 时,我们可以用 Promise.all 来包裹他们,然后使用 await:

// 等待多个 promise 结果
let results = await Promise.all([
  fetch(url1),
  fetch(url2),
  ...
 ]);

如果发生错误,也会正常传递:先从失败的 promise 传到 Promise.all,然后变成我们能用 try...catch 处理的异常。

Microtask queue

我们在微任务和事件循环章节讲过,promise 回调是异步执行的。每个 .then/catch/finally回调首先被放入「微任务队列」然后在当前代码执行完成后被执行。

Async/await 是基于 promise 的,所以它内部使用相同的微任务队列,并且相对宏任务来说具有更高的优先级。

例如,看代码:

  • setTimeout(handler, 0),应该以零延迟运行 handler 函数。
  • let x = await f(),函数 f() 是异步的,但是会立即运行。

那么如果 awaitsetTimeout 下面,哪一个先执行呢?

async function f() {
  return 1;
}

(async () => {
    setTimeout(() => alert('timeout'), 0);

    await f();

    alert('await');
})();

这里很确定:await 总是先完成,因为(作为微任务)它相比 setTimeout 具有更高的优先级。

总结

函数前面的关键字 async 有两个作用:

  • 让这个函数返回一个 promise

  • 允许在函数内部使用 await 这个 await 关键字又让 JavaScript 引擎等待直到 promise 完成,然后:

  • 如果有错误,就会抛出异常,就像那里有一个 throw error 语句一样。

  • 否则,就返回结果,并赋值。

这两个关键字一起用就提供了一个很棒的方式来控制异步代码,并且易于读写。

有了 async/await 我们就几乎不需要使用 promise.then/catch,但是不要忘了它们是基于 promise 的,所以在有些时候(如在最外层代码)我们就可以用 promise 的形式。再有就是 Promise.all 可以帮助我们同时处理多个异步任务。

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