深入探讨JavaScript中的async函数

async函数

async函数的返回值为 promise 对象，promise对象的结果由async函数执行的返回值决定。async函数能使得异步操作变得更加方便，简而言之就是 Generator 的语法糖。

定义async函数，特点是即便函数内部返回结果不是promise对象，调用函数其最后的返回结果依然是promise对象，代码如下：

如果返回的结果不是 Promise 对象的情况下：

<script>
    async function fn(){
        // 返回的结果是字符串
        // return &#39;123&#39;
        // // 返回的结果是undefined
        // return;
        // 返回的结果是抛出一个异常
        throw new &#39;error&#39;
    }
    const result = fn()
    console.log(result);
</script>

如果返回的结果是 Promise 对象时，我们正常使用 then 方法即可，如下：

<script>
    async function fn(){
        return new Promise((resolve,reject)=>{
            // resolve(&#39;成功的数据&#39;)
            reject(&#39;失败的数据&#39;)
        })
    }
    const result = fn()
    // 调用 then 方法
    result.then((value)=>{
        console.log(value);
    },(reason)=>{
        console.log(reason); // 打印失败的数据
    })
</script>

await 表达式

通过上文的对 async 介绍，感觉其功能有点鸡肋，其实恰恰不是，而是 async 需要搭配 await 一起使用才能达到语法糖的效果。

await的特点：

await必须写在 async 函数中

await右侧的表达式一般为 promise 对象

await返回的是 promise 成功的值

await的 promise 失败了，就会抛出异常，需要通过 try...catch捕获处理

说白了：await就相当于 then 方法的第一个回调函数，只返回成功的值，失败的值需要 try...catch来捕获。

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。

<script>
    const p = new Promise((resolve,reject)=>{
        // resolve(&#39;用户数据&#39;)
        reject(&#39;用户加载数据失败了&#39;)
    })
    async function fn(){
        // 为防止promise是失败的状态，加上try...catch进行异常捕获
        try {
            // await 返回的结果就是 promise 返回成功的值
            let result = await p
            console.log(result);
        } catch (error) {
            console.log(error);//因为是失败的状态，所以打印：用户加载数据失败了
        }
    }
    fn()
</script>

总结：

（1）await命令后面的Promise对象，运行结果可能是rejected，所以最好把await命令放在try...catch代码块中。

（2）如果有多个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。

比如：await Promise.all([a(), b()])，这里简单提一下

（3）await命令只能用在async函数之中，如果用在普通函数，就会报错。

（4）(理解一下async的运行原理) async 函数可以保留运行堆栈，普通函数内部运行一个异步任务时，如果异步任务运行结束普通函数可能早就运行完了，异步任务的上下文环境已经消失了，如果异步任务报错，错误堆栈将不包括普通函数；而async函数内部的异步任务运行时，async函数是暂停执行的，所以一旦async函数内部的异步任务运行报错，错误堆栈将包括async函数。

async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 () => {};

async读取文件

和之前讲解的 promise 读取文件内容 一样，我们也可以使用async进行文件的读取，代码如下：

// 1.引入 fs 模块
const fs = require('fs')
 
// 2.读取文件
function index(){
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        fs.readFile('./index.md',(err,data)=>{
            // 如果失败
            if(err) reject(err)
            // 如果成功
            resolve(data)
        })
    })
}
function index1(){
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        fs.readFile('./index1.md',(err,data)=>{
            // 如果失败
            if(err) reject(err)
            // 如果成功
            resolve(data)
        })
    })
}
function index2(){
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        fs.readFile('./index2.md',(err,data)=>{
            // 如果失败
            if(err) reject(err)
            // 如果成功
            resolve(data)
        })
    })
}
 
// 3.声明一个 async 函数
async function fn(){
    let i = await index()
    let i1 = await index1()
    let i2 = await index2()
    console.log(i.toString());
    console.log(i1.toString());
    console.log(i2.toString());
}
fn()

async发送AJAX请求

和之前讲解 promise发送ajax请求 一样，我们也可以使用async进行发送ajax请求，代码如下：

<script>
    // 发送 AJAX请求，返回的结果是 Promise 对象
    function sendAjax(url){
        return new Promise((resolve,reject)=>{
            // 创建对象
            const x = new XMLHttpRequest()
 
            // 初始化
            x.open(&#39;GET&#39;,url)
 
            // 发送
            x.send()
 
            // 事件绑定
            x.onreadystatechange = function(){
                if(x.readyState === 4){
                    if(x.status >= 200 && x.status < 300){
                        // 如果响应成功
                        resolve(x.response)
                        // 如果响应失败
                        reject(x.status)
                    }
                }
            }
        })
    }
        
    // promise then 方法测试
    // const result = sendAjax("https://ai.baidu.com/").then(value=>{
    //     console.log(value);
    // },reason=>{})
    // async 与 await 测试
    async function fn(){
        // 发送 AJAX 请求
        let result = await sendAjax("https://ai.baidu.com/")
        console.log(result);
    }
    fn()
</script>

与生成器(Generator)相比

我们发现 async与await之间的关系 和 Generator与yield之间的关系十分类似，不熟悉Generator的朋友可以看一下我之前的文章：生成器讲解 ；一比较就发现： async函数就是将 Generator 函数的星号（*）替换成async，将yield替换成await。代码比较如下：

<script>
    // Generator 函数
    function * person() {
        console.log(&#39;hello world&#39;);
        yield &#39;第一分隔线&#39; 
    
        console.log(&#39;hello world 1&#39;);
        yield &#39;第二分隔线&#39;
    
        console.log(&#39;hello world 2&#39;);
        yield &#39;第三分隔线&#39;
    }
    let iterator = person()
    // console.log(iterator); 打印的就是一个迭代器对象，里面有一个 next() 方法，我们借助next方法让它运行
    iterator.next()
    iterator.next()
    iterator.next()
 
    // async函数
    const person1 = async function (){
        console.log(&#39;hello world&#39;);
        await &#39;第一分隔线&#39; 
    
        console.log(&#39;hello world 1&#39;);
        await &#39;第二分隔线&#39;
    
        console.log(&#39;hello world 2&#39;);
        await &#39;第三分隔线&#39;
    }
    person1()
</script>

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。

<script>
    async function fn(args) {}
    // 等同于
    function fn(args) {
        // spawn函数就是自动执行器
        return spawn(function* () {});
    }
</script>

我们可以分析一下 Generator 和 async 代码的书写特点和风格：

<script>
    // Generator 函数
    function Generator(a, b) {
        return spawn(function*() {
            let r = null;
            try {
                for(let k of b) {
                r = yield k(a);
                }
            } catch(e) {
                /* 忽略错误，继续执行 */
            }
            return r;
        });
    }
 
    // async 函数
    async function async(a, b) {
        let r = null;
        try {
            for(let k of b) {
            r = await k(a);
            }
        } catch(e) {
         /* 忽略错误，继续执行 */
        }
        return r;
    }
</script>

所以 async 函数的实现符合语义也很简洁，不用写Generator的自动执行器，改在语言底层提供，因此代码量少。 

从上文代码我们可以总结以下几点：

（1）Generator函数执行需要借助执行器，而async函数自带执行器，即async不需要像生成器一样需要借助 next 方法才能执行，而是会自动执行。

（2）相比于生成器函数，我们可以看到 async 函数的语义更加清晰

（3）上面就说了，async函数可以接受Promise或者其他原始类型，而生成器函数yield命令后面只能是Promise对象或者Thunk函数。

（4）async函数返回值只能是Promise对象，而生成器函数返回值是 Iterator 对象

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