ES6之async+await 同步/异步方案-js教程-PHP中文网

这篇文章主要介绍了详解ES6之async+await 同步/异步方案，本文以最简明的方式来疏通 async + await，有兴趣的可以了解下

异步编程一直是JavaScript 编程的重大事项。关于异步方案， ES6 先是出现了基于状态管理的 Promise，然后出现了 Generator 函数 + co 函数，紧接着又出现了 ES7 的 async + await 方案。

本文力求以最简明的方式来疏通 async + await。

异步编程的几个场景

先从一个常见问题开始：一个for 循环中，如何异步的打印迭代顺序？

我们很容易想到用闭包，或者 ES6 规定的 let 块级作用域来回答这个问题。

for (let val of [1, 2, 3, 4]) {
  setTimeout(() => console.log(val),100);
}
// => 预期结果依次为：1, 2, 3, 4

这里描述的是一个均匀发生的的异步，它们被依次按既定的顺序排在异步队列中等待执行。

如果异步不是均匀发生的，那么它们被注册在异步队列中的顺序就是乱序的。

for (let val of [1, 2, 3, 4]) {
  setTimeout(() => console.log(val), 100 * Math.random());
}
// => 实际结果是随机的，依次为：4, 2, 3, 1

返回的结果是乱序不可控的，这本来就是最为真实的异步。但另一种情况是，在循环中，如果希望前一个异步执行完毕、后一个异步再执行，该怎么办？

for (let val of ['a', 'b', 'c', 'd']) {
  // a 执行完后，进入下一个循环
  // 执行 b，依此类推
}

这不就是多个异步 “串行” 吗！

在回调 callback 嵌套异步操作、再回调的方式，不就解决了这个问题！或者，使用 Promise + then() 层层嵌套同样也能解决问题。但是，如果硬是要将这种嵌套的方式写在循环中，还恐怕还需费一番周折。试问，有更好的办法吗？

异步同步化方案

试想，如果要去将一批数据发送到服务器，只有前一批发送成功（即服务器返回成功的响应），才开始下一批数据的发送，否则终止发送。这就是一个典型的 “for 循环中存在相互依赖的异步操作” 的例子。

明显，这种 “串行” 的异步，实质上可以当成同步。它和乱序的异步比较起来，花费了更多的时间。按理说，我们希望程序异步执行，就是为了 “跳过” 阻塞，较少时间花销。但与之相反的是，如果需要一系列的异步 “串行”，我们应该怎样很好的进行编程？

对于这个 “串行” 异步，有了 ES6 就非常容易的解决了这个问题。

async function task () {
  for (let val of [1, 2, 3, 4]) {
    // await 是要等待响应的
    let result = await send(val);
    if (!result) {
      break;
    }
  }
}
task();

从字面上看，就是本次循环，等有了结果，再进行下一次循环。因此，循环每执行一次就会被暂停（“卡住”）一次，直到循环结束。这种编码实现，很好的消除了层层嵌套的 “回调地狱” 问题，降低了认知难度。

这就是异步问题同步化的方案。关于这个方案，如果说 Promise 主要解决的是异步回调问题，那么 async + await 主要解决的就是将异步问题同步化，降低异步编程的认知负担。

async + await “外异内同”

早先接触这套 API 时，看着繁琐的文档，一知半解的认为 async + await 主要用来解决异步问题同步化的。

其实不然。从上面的例子看到：async 关键字声明了一个异步函数，这个异步函数体内有一行 await 语句，它告示了该行为同步执行，并且与上下相邻的代码是依次逐行执行的。

将这个形式化的东西再翻译一下，就是：

1、async 函数执行后，总是返回了一个 promise 对象
2、await 所在的那一行语句是同步的

其中，1 说明了从外部看，task 方法执行后返回一个 Promise 对象，正因为它返回的是 Promise，所以可以理解task 是一个异步方法。毫无疑问它是这样用的：

task().then((val) => {alert(val)})
   .then((val) => {alert(val)})

2 说明了在 task 函数内部，异步已经被 “削” 成了同步。整个就是一个执行稍微耗时的函数而已。

综合 1、2，从形式上看，就是 “task 整体是一个异步函数，内部整个是同步的”，简称“外异内同”。

整体是一个异步函数不难理解。在实现上，我们不妨逆向一下，语言层面让async关键字调用时，在函数执行的末尾强制增加一个promise 反回：

async fn () {
  let result;
  // ...
  //末尾返回 promise
  return isPromise(result)? 
      result : Promise.resolve(undefined);
}

内部是同步的是怎么做到的？实际上 await 调用，是让后边的语句（函数）做了一个递归执行，直到获取到结果并使其状态变更，才会 resolve 掉，而只有 resolve 掉，await 那一行代码才算执行完，才继续往下一行执行。所以，尽管外部是一个大大的 for 循环，但是整个 for 循环是依次串行的。

因此，仅从上述框架的外观出发，就不难理解 async + await 的意义。使用起来也就这么简单，反而 Promise 是一个必须掌握的基础件。

秉承本次《重读 ES6》系列的原则，不过多追求理解细节和具体实现过程。我们继续巩固一下这个 “形式化” 的理解。

async + await 的进一步理解

有这样的一个异步操作 longTimeTask，已经用 Promise 进行了包装。借助该函数进行一系列验证。

const longTimeTask = function (time) {
 return new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(()=>{
   console.log(`等了 ${time||'xx'} 年，终于回信了`);
   resolve({'msg': 'task done'});
  }, time||1000)
 })
}

async 函数的执行情况

如果，想查看 async exec1 函数的返回结果，以及 await 命令的执行结果：

const exec1 = async function () {
 let result = await longTimeTask();
 console.log('result after long time ===>', result);
}
// 查看函数内部执行顺序
exec1();
// => 等了 xx 年，终于回信了
// => result after long time ===> Object {msg: "task done"}

//查看函数总体返回值
console.log(exec1());
// => Promise {[[PromiseStatus]]: "pending",...}
// => 同上

以上 2 步执行，清晰的证明了 exec1 函数体内是同步、逐行逐行执行的，即先执行完异步操作，然后进行 console.log() 打印。而 exec1() 的执行结果就直接是一个 Promise，因为它最先会蹦出来一串 Promise ...，然后才是 exec1 函数的内部执行日志。

因此，所有验证，完全符合整体是一个异步函数，内部整个是同步的的总结。

await 如何执行其后语句？

回到 await ，看看它是如何执行其后边的语句的。假设：让 longTimeTask() 后边直接带 then() 回调，分两种情况：

1）then() 中不再返回任何东西
2） then() 中继续手动返回另一个 promise

const exec2 = async function () {
 let result = await longTimeTask().then((res) => {
  console.log('then ===>', res.msg);
  res.msg = `${res.msg} then refrash message`;
  // 注释掉这条 return 或 手动返回一个 promise
  return Promise.resolve(res);
 });
 console.log('result after await ===>', result.msg);
}
exec2();
// => 情况一 TypeError: Cannot read property 'msg' of undefined
// => 情况二 正常

首先，longTimeTask() 加上再多得 then() 回调，也不过是放在了它的回调列队 queue 里了。也就是说，await 命令之后始终是一条表达式语句，只不过上述代码书写方式比较让人迷惑。（比较好的实践建议是，将 longTimeTask 方法身后的 then() 移入 longTimeTask 函数体封装起来）

其次，手动返回另一个 promise 和什么也不返回，关系到 longTimeTask() 方法最终 resolve 出去的内容不一样。换句话说，await 命令会提取其后边的promise 的 resolve 结果，进而直接导致 result 的不同。

值得强调的是，await 命令只认 resolve 结果，对 reject 结果报错。不妨用以下的 return 语句替换上述 return 进行验证。

return Promise.reject(res);

最后

其实，关于异步编程还有很多可以梳理的，比如跨模块的异步编程、异步的单元测试、异步的错误处理以及什么是好的实践。All in all, 限于篇幅，不在此汇总了。最后，async + await 确实是一个很优雅的方案。

ES6之async+await 同步/异步方案

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