理解 JavaScript 的 async/await

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一. async 和 await 在干什么

任意一個(gè)名稱都是有意義的，先從字面意思來理解。async 是“異步”的簡寫，而 await 可以認(rèn)為是 async wait 的簡寫。所以應(yīng)該很好理解 async 用于申明一個(gè) function 是異步的，而 await 用于等待一個(gè)異步方法執(zhí)行完成。

另外還有一個(gè)很有意思的語法規(guī)定，await 只能出現(xiàn)在 async 函數(shù)中。然后細(xì)心的朋友會產(chǎn)生一個(gè)疑問，如果 await 只能出現(xiàn)在 async 函數(shù)中，那這個(gè) async 函數(shù)應(yīng)該怎么調(diào)用？

如果需要通過 await 來調(diào)用一個(gè) async 函數(shù)，那這個(gè)調(diào)用的外面必須得再包一個(gè) async 函數(shù)，然后……進(jìn)入死循環(huán)，永無出頭之日……

如果 async 函數(shù)不需要 await 來調(diào)用，那 async 到底起個(gè)啥作用？

1.1. async 起什么作用

這個(gè)問題的關(guān)鍵在于，async 函數(shù)是怎么處理它的返回值的！

我們當(dāng)然希望它能直接通過 return 語句返回我們想要的值，但是如果真是這樣，似乎就沒 await 什么事了。所以，寫段代碼來試試，看它到底會返回什么：

async function testAsync() {
    return "hello async";
}
const result = testAsync();
console.log(result);

看到輸出就恍然大悟了——輸出的是一個(gè) Promise 對象。

c:\var\test> node --harmony_async_await .
Promise { 'hello async' }

所以，async 函數(shù)返回的是一個(gè) Promise 對象。async 函數(shù)（包含函數(shù)語句、函數(shù)表達(dá)式、Lambda表達(dá)式）會返回一個(gè) Promise 對象。如果在函數(shù)中 return 一個(gè)直接量，async 會把這個(gè)直接量通過 Promise.resolve() 封裝成 Promise 對象。

async 函數(shù)返回的是一個(gè) Promise 對象，所以在最外層不能用 await 獲取其返回值的情況下，我們當(dāng)然應(yīng)該用原來的方式：then() 鏈來處理這個(gè) Promise 對象，就像這樣

testAsync().then(v => {
    console.log(v);    // 輸出 hello async
});

現(xiàn)在回過頭來想下，如果 async 函數(shù)沒有返回值，又該如何？很容易想到，它會返回 Promise.resolve(undefined)。

聯(lián)想一下 Promise 的特點(diǎn)——無等待，所以在沒有 await 的情況下執(zhí)行 async 函數(shù)，它會立即執(zhí)行，返回一個(gè) Promise 對象，并且，絕不會阻塞后面的語句。這和普通返回 Promise 對象的函數(shù)并無二致。

那么下一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就在于 await 關(guān)鍵字了。

1.2. await 到底在等啥

一般來說，都認(rèn)為 await 是在等待一個(gè) async 函數(shù)完成。，await 等待的是一個(gè)表達(dá)式，這個(gè)表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果是 Promise 對象或者其它值（換句話說，就是沒有特殊限定）。

因?yàn)?async 函數(shù)返回一個(gè) Promise 對象，所以 await 可以用于等待一個(gè) async 函數(shù)的返回值——這也可以說是 await 在等 async 函數(shù)，但要清楚，它等的實(shí)際是一個(gè)返回值。注意到 await 不僅僅用于等 Promise 對象，它可以等任意表達(dá)式的結(jié)果，所以，await 后面實(shí)際是可以接普通函數(shù)調(diào)用或者直接量的。所以下面這個(gè)示例完全可以正確運(yùn)行

function getSomething() {
    return "something";
}
async function testAsync() {
    return Promise.resolve("hello async");
}
async function test() {
    const v1 = await getSomething();
    const v2 = await testAsync();
    console.log(v1, v2);
}
test();

1.3. await 等到了要等的，然后呢

await 等到了它要等的東西，一個(gè) Promise 對象，或者其它值，然后呢？我不得不先說，await 是個(gè)運(yùn)算符，用于組成表達(dá)式，await 表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果取決于它等的東西。

如果它等到的不是一個(gè) Promise 對象，那 await 表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果就是它等到的東西。

如果它等到的是一個(gè) Promise 對象，await 就忙起來了，它會阻塞后面的代碼，等著 Promise 對象 resolve，然后得到 resolve 的值，作為 await 表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果。

二. async/await 幫我們干了啥

2.1. 作個(gè)簡單的比較

上面已經(jīng)說明了 async 會將其后的函數(shù)（函數(shù)表達(dá)式或 Lambda）的返回值封裝成一個(gè) Promise 對象，而 await 會等待這個(gè) Promise 完成，并將其 resolve 的結(jié)果返回出來。

現(xiàn)在舉例，用 setTimeout 模擬耗時(shí)的異步操作，先來看看不用 async/await 會怎么寫

function takeLongTime() {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => resolve("long_time_value"), 1000);
    });
}
takeLongTime().then(v => {
    console.log("got", v);
});

如果改用 async/await 呢，會是這樣

function takeLongTime() {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => resolve("long_time_value"), 1000);
    });
}
async function test() {
    const v = await takeLongTime();
    console.log(v);
}
test();

發(fā)現(xiàn) takeLongTime() 沒有申明為 async。實(shí)際上，takeLongTime() 本身就是返回的 Promise 對象，加不加 async 結(jié)果都一樣，如果沒明白，請回過頭再去看看上面的“async 起什么作用”。

(() => {
    let promise;
    async function test() {
        promise = new Promise(resolve => resolve(0));
        promise.mark = "hello";
        return promise;
    }

    const gotPromise = test();
    console.log(`is same object?: ${promise === gotPromise}`);  // false
    console.log(`promise.mark: ${promise.mark}`);               // hello
    console.log(`gotPromise.mark: ${gotPromise.mark}`);         // undefined
})();

又一個(gè)疑問產(chǎn)生了，這兩段代碼，兩種方式對異步調(diào)用的處理（實(shí)際就是對 Promise 對象的處理）差別并不明顯，甚至使用 async/await 還需要多寫一些代碼，那它的優(yōu)勢到底在哪？

2.2. async/await 的優(yōu)勢在于處理 then 鏈

單一的 Promise 鏈并不能發(fā)現(xiàn) async/await 的優(yōu)勢，但是，如果需要處理由多個(gè) Promise 組成的 then 鏈的時(shí)候，優(yōu)勢就能體現(xiàn)出來了（很有意思，Promise 通過 then 鏈來解決多層回調(diào)的問題，現(xiàn)在又用 async/await 來進(jìn)一步優(yōu)化它）。

假設(shè)一個(gè)業(yè)務(wù)，分多個(gè)步驟完成，每個(gè)步驟都是異步的，而且依賴于上一個(gè)步驟的結(jié)果。我們?nèi)匀挥?nbsp;setTimeout 來模擬異步操作：

/**
 * 傳入?yún)?shù) n，表示這個(gè)函數(shù)執(zhí)行的時(shí)間（毫秒）
 * 執(zhí)行的結(jié)果是 n + 200，這個(gè)值將用于下一步驟
 */
function takeLongTime(n) {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => resolve(n + 200), n);
    });
}

function step1(n) {
    console.log(`step1 with ${n}`);
    return takeLongTime(n);
}

function step2(n) {
    console.log(`step2 with ${n}`);
    return takeLongTime(n);
}

function step3(n) {
    console.log(`step3 with ${n}`);
    return takeLongTime(n);
}

現(xiàn)在用 Promise 方式來實(shí)現(xiàn)這三個(gè)步驟的處理

function doIt() {
    console.time("doIt");
    const time1 = 300;
    step1(time1)
        .then(time2 => step2(time2))
        .then(time3 => step3(time3))
        .then(result => {
            console.log(`result is ${result}`);
            console.timeEnd("doIt");
        });
}
doIt();
// c:\var\test>node --harmony_async_await .
// step1 with 300
// step2 with 500
// step3 with 700
// result is 900
// doIt: 1507.251ms

輸出結(jié)果 result 是 step3() 的參數(shù) 700 + 200 = 900。doIt() 順序執(zhí)行了三個(gè)步驟，一共用了 300 + 500 + 700 = 1500 毫秒，和 console.time()/console.timeEnd() 計(jì)算的結(jié)果一致。

如果用 async/await 來實(shí)現(xiàn)呢，會是這樣

async function doIt() {
    console.time("doIt");
    const time1 = 300;
    const time2 = await step1(time1);
    const time3 = await step2(time2);
    const result = await step3(time3);
    console.log(`result is ${result}`);
    console.timeEnd("doIt");
}
doIt();