ES6 async-await函数
含义
async 函数是什么?一句话,它就是 Generator 函数的语法糖。
async函数对 Generator 函数的改进,体现在以下四点:
1. 内置执行器
Generator 函数的执行必须靠执行器,所以才有了co模块,而async函数自带执行器。也就是说,async函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。
asyncReadFile();
上面的代码调用了asyncReadFile函数,然后它就会自动执行,输出最后结果。这完全不像 Generator 函数,需要调用next方法,或者用co模块,才能真正执行,得到最后结果。
2. 更好的语义
async和await,比起星号和yield,语义更清楚了。async表示函数里有异步操作,await表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。
3. 更广的适用性
co模块约定,yield命令后面只能是Thunk函数或Promise对象,而async函数的await命令后面,可以是Promise对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时等同于同步操作)。
4. 返回值是 Promise
async函数的返回值是 Promise 对象,这比 Generator 函数的返回值是 Iterator 对象方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。
进一步说,async函数完全可以看作多个异步操作,包装成的一个 Promise 对象,而await命令就是内部then命令的语法糖。
基本用法
async函数返回一个 Promise对象,可以使用then方法添加回调函数。当函数执行的时候,一旦遇到await就会先返回,等到异步操作完成,再接着执行函数体内后面的语句。
下面是一个例子,指定多少毫秒后输出一个值:
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);
上面代码指定50毫秒以后,输出hello world。
async 函数有多种使用形式:
// 函数声明 async function foo() {} // 函数表达式 const foo = async function () {}; // 对象的方法 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(…); // 箭头函数 const foo = async () => {};
语法
返回 Promise 对象
async函数返回一个 Promise 对象。
async函数内部return语句返回的值,会成为then方法回调函数的参数。
async function f() { return 'hello world'; } f().then(v => console.log(v)) // "hello world"
async函数内部抛出错误,会导致返回的Promise对象变为reject状态。抛出的错误对象会被catch方法回调函数接收到。
async function f() { throw new Error('出错了'); } f().then( v => console.log(v), e => console.log(e) ) // Error: 出错了
Promise 对象的状态变化
async函数返回的 Promise 对象,必须等到内部所有await命令后面的 Promise 对象执行完,才会发生状态改变,除非遇到return语句或者抛出错误。也就是说,只有async函数内部的异步操作执行完,才会执行then方法指定的回调函数。
下面是一个例子:
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"
上面代码中,函数getTitle内部有三个操作:抓取网页、取出文本、匹配页面标题。只有这三个操作全部完成,才会执行then方法里面的console.log。
await 命令
正常情况下,await命令后面是一个 Promise 对象。如果不是,会被转成一个立即resolve的 Promise 对象。
async function f() { return await 123; } f().then(v => console.log(v)) // 123
上面代码中,await命令的参数是数值123,它被转成 Promise 对象,并立即resolve。
await命令后面的 Promise 对象如果变为reject状态,则reject的参数会被catch方法的回调函数接收到。
async function f() { await Promise.reject('出错了'); } f() .then(v => console.log(v)) .catch(e => console.log(e)) // 出错了
注意,上面代码中,await语句前面没有return,但是reject方法的参数依然传入了catch方法的回调函数。这里如果在await前面加上return,效果是一样的。
只要一个await语句后面的 Promise 变为reject,那么整个async函数都会中断执行。
async function f() { await Promise.reject('出错了'); await Promise.resolve('hello world'); // 不会执行 }
上面代码中,第二个await语句是不会执行的,因为第一个await语句状态变成了reject。
错误处理
有时,我们希望即使前一个异步操作失败,也不要中断后面的异步操作。这时可以将第一个await放在try...catch结构里面,这样不管这个异步操作是否成功,第二个await都会执行。
async function f() { try { await Promise.reject('出错了'); } catch(e) { } return await Promise.resolve('hello world'); } f() .then(v => console.log(v)) // hello world
另一种方法是await后面的 Promise 对象再跟一个catch方法,处理前面可能出现的错误。
async function f() { await Promise.reject('出错了') .catch(e => console.log(e)); return await Promise.resolve('hello world'); } f() .then(v => console.log(v)) // 出错了 // hello world
并发执行异步操作
多个await命令后面的异步操作,如果不存在继发关系,最好让它们同时触发。
// 写法一 let [foo, bar] = await Promise.all([getFoo(), getBar()]); // 写法二 let fooPromise = getFoo(); let barPromise = getBar(); let foo = await fooPromise; let bar = await barPromise;
上面两种写法,getFoo和getBar都是同时触发,这样就会缩短程序的执行时间。
如果确实希望多个请求并发执行,可以使用Promise.all方法。当三个请求都会resolved时,下面两种写法效果相同。
async function dbFuc(db) { let docs = [{}, {}, {}]; let promises = docs.map((doc) => db.post(doc)); let results = await Promise.all(promises); console.log(results); } // 或者使用下面的写法 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); }
async 函数的实现原理
async 函数的实现原理,就是将Generator函数和自动执行器,包装在一个函数里。
async function fn(args) { // ... } // 等同于 function fn(args) { return spawn(function* () { // ... }); }
所有的async函数都可以写成上面的第二种形式,其中的spawn函数就是自动执行器。
下面给出spawn函数的实现:
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); }); }); }
按顺序完成异步操作
实际开发中,经常遇到一组异步操作,需要按照顺序完成。比如,依次远程读取一组 URL,然后按照读取的顺序输出结果。
Promise 的写法如下:
function logInOrder(urls) { // 远程读取所有URL const textPromises = urls.map(url => { return fetch(url).then(response => response.text()); }); // 按次序输出 textPromises.reduce((chain, textPromise) => { return chain.then(() => textPromise) .then(text => console.log(text)); }, Promise.resolve()); }
上面代码使用fetch方法,同时远程读取一组 URL。每个fetch操作都返回一个 Promise 对象,放入textPromises数组。然后,reduce方法依次处理每个 Promise 对象,然后使用then,将所有 Promise 对象连起来,因此就可以依次输出结果。
这种写法不太直观,可读性比较差。下面是 async 函数实现。
async function logInOrder(urls) { for (const url of urls) { const response = await fetch(url); console.log(await response.text()); } }
上面代码确实大大简化,问题是所有远程操作都是继发。只有前一个URL返回结果,才会去读取下一个URL,这样做效率很差,非常浪费时间。我们需要的是并发发出远程请求。
async function logInOrder(urls) { // 并发读取远程URL const textPromises = urls.map(async url => { const response = await fetch(url); return response.text(); }); // 按次序输出 for (const textPromise of textPromises) { console.log(await textPromise); } }
上面代码中,虽然map方法的参数是async函数,但它是并发执行的,因为只有async函数内部是继发执行,外部不受影响。后面的for..of循环内部使用了await,因此实现了按顺序输出。