Node.js의 비동기 생성기와 비동기 반복에 대한 심층 분석

// File: main.js
const createAsyncGenerator = async function*(){
  yield await new Promise((r) => r('a'))
  yield 'b'
  yield 'c'
}

const main = async () => {
  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()

  let result = {done:false}
  while(!result.done) {
    result = await asyncGenerator.next()
    if(result.done) { continue; }
    console.log(result.value)
  }
}
main()

const createAsyncGenerator = async function*(){
  yield await new Promise((r) => r('a'))
  yield 'b'
  yield 'c'
}

const main = async () => {
  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()
  for await(const item of asyncGenerator) {
    console.log(item)
  }
}
main()

생성기 확인

$ node main.js
a
b
c

for await(const item of [1,2,3]) {
    console.log(item)
}

let count = 0
const getCount = () => {
  count++
  return `${count}. `
}

const createAsyncGenerator = async function*() {
  console.log(getCount() + 'entering createAsyncGenerator')

  console.log(getCount() + 'about to yield a')
  yield await new Promise((r)=>r('a'))

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'about to yield b')
  yield 'b'

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'about to yield c')
  yield 'c'

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'exiting createAsyncGenerator')
}

const main = async () => {
  console.log(getCount() + 'entering main')

  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()
  console.log(getCount() + 'starting for await loop')
  for await(const item of asyncGenerator) {
    console.log(getCount() + 'entering for await loop')
    console.log(getCount() + item)
    console.log(getCount() + 'exiting for await loop')
  }
  console.log(getCount() + 'done with for await loop')
  console.log(getCount() + 'leaving main')
}

console.log(getCount() + 'before calling main')
main()
console.log(getCount() + 'after calling main')

비동기 반복

要想使对象能够异步迭代，它必须实现一个 Symbol.asyncIterator 方法。这个方法必须返回一个对象，该对象实现了异步版本的迭代器协议。也就是说，对象必须具有返回 Promise 的 next 方法，并且这个 promise 必须最终解析为带有 done 和 value 属性的对象。

一个 AsyncGenerator 对象满足所有这些条件。

这就留下了一个问题——我们怎样才能遍历一个不可迭代但可以异步迭代的对象？

for await … of 循环

只用生成器的 next 方法就可以手动迭代异步可迭代对象。 （注意，这里的 main 函数现在是 async main ——这样能够使我们在函数内部使用 await）

// File: main.js
const createAsyncGenerator = async function*(){
  yield await new Promise((r) => r('a'))
  yield 'b'
  yield 'c'
}

const main = async () => {
  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()

  let result = {done:false}
  while(!result.done) {
    result = await asyncGenerator.next()
    if(result.done) { continue; }
    console.log(result.value)
  }
}
main()

但是，这不是最直接的循环机制。我既不喜欢 while 的循环条件，也不想手动检查 result.done。另外， result.done  变量必须同时存在于内部和外部块的作用域内。

幸运的是大多数（也许是所有？）支持异步迭代器的 javascript 实现也都支持特殊的  for await ... of  循环语法。例如：

const createAsyncGenerator = async function*(){
  yield await new Promise((r) => r('a'))
  yield 'b'
  yield 'c'
}

const main = async () => {
  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()
  for await(const item of asyncGenerator) {
    console.log(item)
  }
}
main()

如果运行上述代码，则会看到异步生成器与可迭代对象已被成功循环，并且在循环体中得到了 Promise 的完全解析值。

$ node main.js
a
b
c

这个 for await ... of 循环更喜欢实现了异步迭代器协议的对象。但是你可以用它遍历任何一种可迭代对象。

for await(const item of [1,2,3]) {
    console.log(item)
}

当你使用 for await 时，Node.js 将会首先在对象上寻找 Symbol.asyncIterator 方法。如果找不到，它将回退到使用 Symbol.iterator 的方法。

非线性代码执行

与 await 一样，for await  循环会将非线性代码执行引入程序中。也就是说，你的代码将会以和编写的代码不同的顺序运行。

当你的程序第一次遇到 for await 循环时，它将在你的对象上调用 next。

该对象将 yield 一个 promise，然后代码的执行将会离开你的 async 函数，并且你的程序将继续在该函数之外执行。

一旦你的 promise 得到解决，代码执行将会使用这个值返回到循环体。

当循环结束并进行下一个行程时，Node.js 将在对象上调用 next。该调用会产生另一个 promise，代码执行将会再次离开你的函数。重复这种模式，直到 Promise 解析为 done 为 true 的对象，然后在 for await 循环之后继续执行代码。

下面的例子可以说明一点：

let count = 0
const getCount = () => {
  count++
  return `${count}. `
}

const createAsyncGenerator = async function*() {
  console.log(getCount() + 'entering createAsyncGenerator')

  console.log(getCount() + 'about to yield a')
  yield await new Promise((r)=>r('a'))

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'about to yield b')
  yield 'b'

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'about to yield c')
  yield 'c'

  console.log(getCount() + 're-entering createAsyncGenerator')
  console.log(getCount() + 'exiting createAsyncGenerator')
}

const main = async () => {
  console.log(getCount() + 'entering main')

  const asyncGenerator = createAsyncGenerator()
  console.log(getCount() + 'starting for await loop')
  for await(const item of asyncGenerator) {
    console.log(getCount() + 'entering for await loop')
    console.log(getCount() + item)
    console.log(getCount() + 'exiting for await loop')
  }
  console.log(getCount() + 'done with for await loop')
  console.log(getCount() + 'leaving main')
}

console.log(getCount() + 'before calling main')
main()
console.log(getCount() + 'after calling main')

这段代码你用了编号的日志记录语句，可让你跟踪其执行情况。作为练习，你需要自己运行程序然后查看执行结果是怎样的。

如果你不知道它的工作方式，就会使程序的执行产生混乱，但异步迭代的确是一项强大的技术。