淺析Promise、Generator和Async間的差異

Promise與Async/await函數都是用來解決JavaScript中的非同步問題的，那麼它們之間有什麼區別嗎？以下這篇文章就來跟大家介紹Promise、Generator和Async間的差異，希望對大家有幫助！

我們知道Promise與Async/await函數都是用來解決JavaScript中的非同步問題的，從最開始的回呼函數處理非同步，到Promise處理非同步，到Generator處理非同步，再到Async/await處理非同步，每一次的技術更新都使得JavaScript處理非同步的方式更加優雅，從目前來看，Async/await被認為是非同步處理的終極解決方案，讓JS的非同步處理越來越像同步任務。 非同步程式設計的最高境界，就是根本不用關心它是不是非同步。

非同步解決方案的發展歷程

1.回呼函數

從早期的Javascript程式碼來看，在ES6在誕生之前，基本上所有的非同步處理都是基於回呼函數函數實現的，你們可能會看過下面這種程式碼：

ajax('aaa', () => {
    // callback 函数体
    ajax('bbb', () => {
        // callback 函数体
        ajax('ccc', () => {
            // callback 函数体
        })
    })
})

沒錯，在ES6出現之前，這種程式碼可以說是隨處可見。它雖然解決了非同步執行的問題，可隨之而來的是我們常聽說的回呼地獄問題：

• 沒有順序可言：嵌套函數執行帶來的是調試困難，不利於維護與閱讀
• 耦合性太強：一旦某一個嵌套層級有改動，就會影響整個回調的執行

所以，為了解決這個問題，社群最早提出和實現了Promise，ES6將其寫進了語言標準，統一了用法。

2.Promise

Promise 是非同步程式設計的解決方案，比傳統的解決方案——回呼函數和事件——更合理和更強大。它就是為了解決回呼函數產生的問題而誕生的。

有了Promise對象，就可以將非同步操作以同步操作的流程表達出來，避免了層層嵌套的回呼函數。此外，Promise物件提供統一的接口，使得控制非同步操作更加容易。

所以上面那種回呼函數的方式我們可以改成這樣：(前提是ajax已用Promise包裝)

ajax('aaa').then(res=>{
  return ajax('bbb')
}).then(res=>{
  return ajax('ccc')
})

透過使用Promise來處理非同步，比以往的回呼函數看起來更加清晰了，解決了回調地獄的問題，Promise的then的鍊式呼叫更能讓人接受，也符合我們同步的想法。

但Promise也有它的缺點：

• Promise的內部錯誤使用try catch捕獲不到，只能只用then的第二個回呼或catch來捕獲

let pro
try{
    pro = new Promise((resolve,reject) => {
        throw Error('err....')
    })
}catch(err){
    console.log('catch',err) // 不会打印
}
pro.catch(err=>{
    console.log('promise',err) // 会打印
})

• Promise一旦新建就會立即執行，無法取消

之前寫過一篇，講解了Promise如何使用以及內部實作原理。對Promise還不太理解的同學可以看看～

從如何使用到如何實現一個Promise

https://juejin.cn/post/7051364317119119396

3.Generator

Generator 函數是ES6 提供的非同步程式設計解決方案，語法行為與傳統函數完全不同。 Generator 函數將 JavaScript 非同步程式設計帶入了一個全新的階段。

宣告

與函數宣告類似，不同的是function關鍵字與函數名稱之間有一個星號，以及函數體內部使用yield表達式，定義不同的內部狀態（yield在英文裡的意思是「產出」）。

function* gen(x){
 const y = yield x + 6;
 return y;
}
// yield 如果用在另外一个表达式中,要放在()里面
// 像上面如果是在=右边就不用加()
function* genOne(x){
  const y = `这是第一个 yield 执行:${yield x + 1}`;
 return y;
}

執行

const g = gen(1);
//执行 Generator 会返回一个Object,而不是像普通函数返回return 后面的值
g.next() // { value: 7, done: false }
//调用指针的 next 方法,会从函数的头部或上一次停下来的地方开始执行，直到遇到下一个 yield 表达式或return语句暂停,也就是执行yield 这一行
// 执行完成会返回一个 Object,
// value 就是执行 yield 后面的值,done 表示函数是否执行完毕
g.next() // { value: undefined, done: true }
// 因为最后一行 return y 被执行完成,所以done 为 true

呼叫Generator 函數後，該函數並不執行，返回的也不是函數運行結果，而是指向內部狀態的指針對象，也就是遍歷器物件（Iterator Object）。下一步，必須呼叫遍歷器物件的next方法，使得指標移向下一個狀態。

所以上面的回呼函數又可以寫成這樣：

function *fetch() {
    yield ajax('aaa')
    yield ajax('bbb')
    yield ajax('ccc')
}
let gen = fetch()
let res1 = gen.next() // { value: 'aaa', done: false }
let res2 = gen.next() // { value: 'bbb', done: false }
let res3 = gen.next() // { value: 'ccc', done: false }
let res4 = gen.next() // { value: undefined, done: true } done为true表示执行结束

由於Generator 函數傳回的遍歷器對象，只有呼叫next方法才會遍歷下一個內部狀態，所以其實提供了一個可以暫停執行的函數。 yield表達式就是暫停標誌。

遍歷器物件的next方法的運作邏輯如下。

（1）遇到yield表達式，就暫停執行後面的操作，並將緊接在yield後面的那個表達式的值，作為返回的物件的value屬性值。

（2）下次呼叫next方法時，再繼續往下執行，直到遇到下一個yield表達式。

（3）如果没有再遇到新的yield表达式，就一直运行到函数结束，直到return语句为止，并将return语句后面的表达式的值，作为返回的对象的value属性值。

（4）如果该函数没有return语句，则返回的对象的value属性值为undefined。

yield表达式本身没有返回值，或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。

怎么理解这句话？我们来看下面这个例子：

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}

var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}

var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

由于yield没有返回值，所以（yield（x+1））执行后的值是undefined，所以在第二次执行a.next()是其实是执行的2*undefined，所以值是NaN，所以下面b的例子中，第二次执行b.next()时传入了12，它会当成第一次b.next()的执行返回值，所以b的例子中能够正确计算。这里不能把next执行结果中的value值与yield返回值搞混了，它两不是一个东西

yield与return的区别

相同点:

• 都能返回语句后面的那个表达式的值
• 都可以暂停函数执行

区别:

• 一个函数可以有多个 yield,但是只能有一个 return
• yield 有位置记忆功能,return 没有

4.Async/await

Async/await其实就是上面Generator的语法糖，async函数其实就相当于funciton *的作用，而await就相当与yield的作用。而在async/await机制中，自动包含了我们上述封装出来的spawn自动执行函数。

所以上面的回调函数又可以写的更加简洁了：

async function fetch() {
  	await ajax('aaa')
    await ajax('bbb')
    await ajax('ccc')
}
// 但这是在这三个请求有相互依赖的前提下可以这么写，不然会产生性能问题，因为你每一个请求都需要等待上一次请求完成后再发起请求，如果没有相互依赖的情况下，建议让它们同时发起请求，这里可以使用Promise.all()来处理

async函数对Generator函数的改进，体现在以下四点：

• 内置执行器：async函数执行与普通函数一样，不像Generator函数，需要调用next方法，或使用co模块才能真正执行
• 语意化更清晰：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。
• 适用性更广：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，但这时会自动转成立即 resolved 的 Promise 对象）。
• 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。

async函数

async函数的返回值为Promise对象，所以它可以调用then方法

async function fn() {
  return 'async'
}
fn().then(res => {
  console.log(res) // 'async'
})

await表达式

await 右侧的表达式一般为 promise 对象, 但也可以是其它的值

• 如果表达式是 promise 对象, await 返回的是 promise 成功的值

• 如果表达式是其它值, 直接将此值作为 await 的返回值

• await后面是Promise对象会阻塞后面的代码，Promise 对象 resolve，然后得到 resolve 的值，作为 await 表达式的运算结果

• 所以这就是await必须用在async的原因，async刚好返回一个Promise对象，可以异步执行阻塞

function fn() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(() => {
            resolve(1000)
        }, 1000);
    })
}
function fn1() { return 'nanjiu' }
async function fn2() {
    // const value = await fn() // await 右侧表达式为Promise，得到的结果就是Promise成功的value
    // const value = await '南玖'
    const value = await fn1()
    console.log('value', value)
}
fn2() // value 'nanjiu'

异步方案比较

后三种方案都是为解决传统的回调函数而提出的，所以它们相对于回调函数的优势不言而喻。而async/await又是Generator函数的语法糖。

• Promise的内部错误使用try catch捕获不到，只能只用then的第二个回调或catch来捕获，而async/await的错误可以用try catch捕获
• Promise一旦新建就会立即执行，不会阻塞后面的代码，而async函数中await后面是Promise对象会阻塞后面的代码。
• async函数会隐式地返回一个promise，该promise的reosolve值就是函数return的值。
• 使用async函数可以让代码更加简洁，不需要像Promise一样需要调用then方法来获取返回值，不需要写匿名函数处理Promise的resolve值，也不需要定义多余的data变量，还避免了嵌套代码。

说了这么多，顺便看个题吧～

console.log('script start')
async function async1() {
    await async2()
    console.log('async1 end')
}
async function async2() {
    console.log('async2 end')
}
async1()

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout')
}, 0)

new Promise(resolve => {
    console.log('Promise')
    resolve()
})
.then(function() {
    console.log('promise1')
})
.then(function() {
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

解析：

打印顺序应该是： script start -> async2 end -> Promise -> script end -> async1 end -> promise1 -> promise2 -> setTimeout

老规矩，全局代码自上而下执行，先打印出script start，然后执行async1(),里面先遇到await async2(),执行async2,打印出async2 end，然后await后面的代码放入微任务队列，接着往下执行new Promise，打印出Promise,遇见了resolve，将第一个then方法放入微任务队列，接着往下执行打印出script end，全局代码执行完了，然后从微任务队列中取出第一个微任务执行，打印出async1 end,再取出第二个微任务执行，打印出promise1,然后这个then方法执行完了，当前Promise的状态为fulfilled,它也可以出发then的回调，所以第二个then这时候又被加进了微任务队列，然后再出微任务队列中取出这个微任务执行，打印出promise2,此时微任务队列为空，接着执行宏任务队列，打印出setTimeout。

解题技巧：

• 无论是then还是catch里的回调内容只要代码正常执行或者正常返回，则当前新的Promise实例为fulfilled状态。如果有报错或返回Promise.reject()则新的Promise实例为rejected状态。
• fulfilled状态能够触发then回调
• rejected状态能够触发catch回调
• 执行async函数，返回的是Promise对象
• await相当于Promise的then并且同一作用域下await下面的内容全部作为then中回调的内容
• 异步中先执行微任务，再执行宏任务

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