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深入理解ES7的async/await的用法

來源：懂視網責編：小采時間：2020-11-27 22:30:51

深入理解ES7的async/await的用法

深入理解ES7的async/await的用法:在最開始學習ES6的Promise時，曾寫過一篇博文《promise和co搭配生成器函數方式解決js代碼異步流程的比較》，文章中對比了使用Promise和co模塊搭配生成器函數解決js異步的異同。在文章末尾，提到了ES7的async和await，只是當時只是簡單的提了一下，并

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在最開始學習ES6的Promise時，曾寫過一篇博文《promise和co搭配生成器函數方式解決js代碼異步流程的比較》，文章中對比了使用Promise和co模塊搭配生成器函數解決js異步的異同。

在文章末尾，提到了ES7的async和await，只是當時只是簡單的提了一下，并未做深入探討。

在前兩個月發布的Nodejs V7中，已添加了對async和await的支持，今天就來對這個東東做一下深入的探究。以更加優雅的方法寫異步代碼。

async/await是什么

async/await可以說是co模塊和生成器函數的語法糖。用更加清晰的語義解決js異步代碼。

熟悉co模塊的同學應該都知道，co模塊是TJ大神寫的一個使用生成器函數來解決異步流程的模塊，可以看做是生成器函數的執行器。而async/await則是對co模塊的升級，內置生成器函數的執行器，不再依賴co模塊。同時，async返回的是Promise。

從上面來看，不管是co模塊還是async/await，都是將Promise作為最基礎的單元，對Promise不很了解的同學可以先深入了解一下Promise。

對比Promise,co,async/await

下面我們使用一個簡單的例子，來對比一下三種方式的異同，以及取舍。

我們采用mongodb的nodejs驅動，查詢mongodb數據庫作為例子，原因是mongodb的js驅動已經默認實現了返回Promise，而不用我們單獨去包裝Promise了。

使用Promise鏈

MongoClient.connect(url + db_name).then(db=> {
 return db.collection('blogs');
}).then(coll=> {
 return coll.find().toArray();
}).then(blogs=> {
 console.log(blogs.length);
}).catch(err=> {
 console.log(err);
})

Promise的then()方法可以返回另一個Promise，也可以返回一個同步的值，如果返回的是一個同步值，將會被包裝成一個Promise。

上面的例子中，db.collection()將返回一個同步的值，即集合對象，但是被包裝成Promise，將會透傳到下一個then()方法。

上面一個例子，是使用的Promise鏈。

先連接數據庫MongoClient.connect()返回一個Promise，然后在then()方法里獲得數據庫對象db，然后再獲取到coll對象再返回。在下一個then()方法獲得coll對象，然后進行查詢，查詢結果返回，逐層調用then()方法，形成一個Promise鏈。

在這個Promise鏈上，如果任何一個環節出現異常，都會被最后的catch()捕捉到。

可以說，這個使用Promise鏈寫的代碼，比層層調用回調函數更優雅，流程也更明確。先獲得數據庫對象，再獲得集合對象，最后查詢數據。

但是這里有個不怎么“優雅”的問題，在于，每一個then()方法獲取的對象，都是上一個then()方法返回的數據。而不能跨層訪問。

什么意思，就是說在第三個then(blogs => {})中我們只能獲取到查詢的結果blogs，而不能使用上面的db對象和coll對象。這個時候，如果要打印出blogs列表后，要關閉數據庫db.close()怎么辦？

這個時候，可以兩種解決方法：

第一種是，使用then()嵌套。我們將Promise鏈打斷，使之嵌套，猶如使用回調函數的嵌套一般：

MongoClient.connect(url + db_name).then(db=> {
 let coll = db.collection('blogs');
 coll.find().toArray().then(blogs=> {
 console.log(blogs.length);
 db.close();
 }).catch(err=> {
 console.log(err);
 });
}).catch(err=> {
 console.log(err);
})

這里我們將兩個Promise嵌套，這樣在最后一個查詢操作里面，就可以調用外面的db對象了。但是這中方式，并不推薦。原因很簡單，我們從一種回調函數地獄走向了另一種Promise回調地獄。

而且，我們要對每個Promise的異常進行捕捉，因為Promise沒有形成鏈。

還有一種方式，是在每個then()方法里都將db傳過來：

MongoClient.connect(url + db_name).then(db=> {
 return {db:db,coll:db.collection('blogs')};
}).then(result=> {
 return {db:result.db,blogs:result.coll.find().toArray()};
}).then(result=> {
 return result.blogs.then(blogs=> { //注意這里，result.coll.find().toArray()返回的是一個Promise，因此這里需要再解析一層
 return {db:result.db,blogs:blogs}
 })
}).then(result=> {
 console.log(result.blogs.length);
 result.db.close();
}).catch(err=> {
 console.log(err);
});

我們在每個then()方法的返回中，都將db及其每次的其他結果組成一個對象返回。請注意，如果每次的結果都是一個同步的值還好說，但是如果是一個Promise值，每一個Promise都需要多做一層解析。

例如上面的一個例子，第二個then()方法返回的 {db:result.db,blogs:result.coll.find().toArray()} 對象中， blogs 是一個Promise，在下一個then()方法中，我們無法直接引用博客列表數組值，因此需要先調用then()方法解析一層，然后將兩個同步值db和blogs返回。

注意，這里涉及到了Promise的嵌套，不過一個Promise只嵌套一層then()。

這種方式，也是很蛋疼的一個方式，因為如果遇到then()方法中返回的不是同步的值，而是Promise的話，我們需要多做很多工作。而且，每次都透傳一個“多余”的db對象，在邏輯上也有點冗余。

但除此之外，對于Promise鏈的使用，如果遇到上面的問題，好像也沒其他更好的方法解決了。我們只能根據場景去選擇一種“最優”的方案，如果要使用Promise鏈的話。

鑒于Promise上面蛋疼的問題，TJ大神將ES6中的生成器函數，用co模塊包裝了一下，以更優雅的方式來解決上面的問題。

co搭配生成器函數

如果使用co模塊搭配生成器函數，那么上面的例子可以改寫如下：

const co = require('co');
co(function* (){
 let db = yield MongoClient.connect(url + db_name);
 let coll = db.collection('blogs');
 let blogs = yield coll.find().toArray();
 console.log(blogs.length);
 db.close();
}).catch(err=> {
 console.log(err);
});

co是一個函數，將接受一個生成器函數作為參數，去執行這個生成器函數。生成器函數中使用 yield 關鍵字來“同步”獲取每個異步操作的值。

上面代碼在代碼形式上，比上面使用Promise鏈要優雅，我們消滅了回調函數，代碼看起來都是同步的。除了使用co和yield有點怪之外。

使用co模塊，我們要將所有的操作包裝成一個生成器函數，然后使用co()去調用這個生成器函數。看上去也還可以接受，但是ES的進化是不滿足于此的，于是async/await被提到了ES7的提案。

async/await

我們先看一下使用async/await改寫上面的代碼：

(async function(){
 let db = await MongoClient.connect(url + db_name);
 let coll = db.collection('blogs');
 let blogs = await coll.find().toArray();
 console.log(blogs.length);
 db.close();
})().catch(err=> {
 console.log(err);
});

我們對比代碼可以看出，async/await和co兩種方式代碼極為相似。

co換成了async，yield換成了await。同時生成器函數變成了普通函數。

這種方式在語義上更加清晰明了，async表明這個函數是異步的，同時await表示要“等待”異步操作返回值。

async函數返回一個Promise，上面的代碼其實是這樣：

let getBlogs = async function(){
 let db = await MongoClient.connect(url + db_name);
 let coll = db.collection('blogs');
 let blogs = await coll.find().toArray();
 db.close();
 return blogs;
};

getBlogs().then(result=> {
 console.log(result.length);
}).catch(err=> {
 console.log(err);
})

我們定義getBlogs為一個async函數，最后返回得到的博客列表最終會被包裝成一個Promise返回，如上，我們直接調用getBlogs().then()方法可獲取async函數返回值。

好了，上面我們簡單對比了一下三種解決異步方案，下面我們來深入了解一下async/await。

深入async/await

async返回值

async用于定義一個異步函數，該函數返回一個Promise。

如果async函數返回的是一個同步的值，這個值將被包裝成一個理解resolve的Promise，等同于return Promise.resolve(value) 。

await用于一個異步操作之前，表示要“等待”這個異步操作的返回值。await也可以用于一個同步的值。

//返回一個Promise
let timer = async functiontimer(){
 return new Promise((resolve,reject) => {
 setTimeout(()=> {
 resolve('500');
 },500);
 });
}

timer().then(result=> {
 console.log(result); //500
}).catch(err=> {
 console.log(err.message);
});

//返回一個同步的值
let sayHi = async functionsayHi(){
 let hi = await 'hello world'; 
 return hi; //等同于return Promise.resolve(hi);
}

sayHi().then(result=> {
 console.log(result);
});

上面這個例子返回是一個同步的值，字符串'hello world'，sayHi()是一個async函數，返回值被包裝成一個Promise，可以調用then()方法獲取返回值。

對于一個同步的值，可以使用await，也可以不使用await。效果效果是一樣的。具體用不用，看情況。

比如上面使用mongodb查詢博客那個例子， let coll = db.collection('blogs'); ，這里我們就沒有用await，因為這是一個同步的值。當然，也可以使用await，這樣會顯得代碼統一。雖然效果是一樣的。

async函數的異常

let sayHi = async functionsayHi(){
 throw new Error('出錯了');
}
sayHi().then(result=> {
 console.log(result);
}).catch(err=> {
 console.log(err.message); //出錯了
});

我們直接在async函數中拋出一個異常，由于返回的是一個Promise，因此，這個異常可以調用返回Promise的catch()方法捕捉到。

和Promise鏈的對比：

我們的async函數中可以包含多個異步操作，其異常和Promise鏈有相同之處，如果有一個Promise被reject()那么后面的將不會再進行。

let count = ()=>{
 return new Promise((resolve,reject) => {
 setTimeout(()=>{
 reject('故意拋出錯誤');
 },500);
 });
}

let list = ()=>{
 return new Promise((resolve,reject)=>{
 setTimeout(()=>{
 resolve([1,2,3]);
 },500);
 });
}

let getList = async ()=>{
 let c = await count();
 let l = await list();
 return {count:c,list:l};
}
console.time('begin');
getList().then(result=> {
 console.log(result);
}).catch(err=> {
 console.timeEnd('begin');
 console.log(err);
});
//begin: 507.490ms
//故意拋出錯誤

如上面的代碼，定義兩個異步操作，count和list，使用setTimeout延時500毫秒，count故意直接拋出異常，從輸出結果來看，count()拋出異常后，直接由catch()捕捉到了，list()并沒有繼續執行。

并行

使用async后，我們上面的例子都是串行的。比如上個list()和count()的例子，我們可以將這個例子用作分頁查詢數據的場景。

先查詢出數據庫中總共有多少條記錄，然后再根據分頁條件查詢分頁數據，最后返回分頁數據以及分頁信息。

我們上面的例子count()和list()有個“先后順序”，即我們先查的總數，然后又查的列表。其實，這兩個操作并無先后關聯性，我們可以異步的同時進行查詢，然后等到所有結果都返回時再拼裝數據即可。

let count = ()=>{
 return new Promise((resolve,reject) => {
 setTimeout(()=>{
 resolve(100);
 },500);
 });
}

let list = ()=>{
 return new Promise((resolve,reject)=>{
 setTimeout(()=>{
 resolve([1,2,3]);
 },500);
 });
}

let getList = async ()=>{
 let result = await Promise.all([count(),list()]);
 return result;
}
console.time('begin');
getList().then(result=> {
 console.timeEnd('begin'); //begin: 505.557ms
 console.log(result); //[ 100, [ 1, 2, 3 ] ]
}).catch(err=> {
 console.timeEnd('begin');
 console.log(err);
});

我們將count()和list()使用Promise.all()“同時”執行，這里count()和list()可以看作是“并行”執行的，所耗時間將是兩個異步操作中耗時最長的耗時。

最后得到的結果是兩個操作的結果組成的數組。我們只需要按照順序取出數組中的值即可。

JavaScript 中最蛋疼的事情莫過于回調函數嵌套問題。以往在瀏覽器中，因為與服務器通訊是一種比較昂貴的操作，因此比較復雜的業務邏輯往往都放在服務器端，前端 JavaScript 只需要少數幾次 AJAX 請求就可拿到全部數據。

但是到了 webapp 風行的時代，前端業務邏輯越來越復雜，往往幾個 AJAX 請求之間互有依賴，有些請求依賴前面請求的數據，有些請求需要并行進行。還有在類似 Node.js 的后端 JavaScript 環境中，因為需要進行大量 IO 操作，問題更加明顯。這個時候使用回調函數來組織代碼往往會導致代碼難以閱讀。

現在比較流行的解決這個問題的方法是使用 Promise，可以將嵌套的回調函數展平。但是寫代碼和閱讀依然有額外的負擔。

另外一個方案是使用 ES6 中新增的 generator，因為 generator 的本質是可以將一個函數執行暫停，并保存上下文，再次調用時恢復當時的狀態。co 模塊是個不錯的封裝。但是這樣略微有些濫用 generator 特性的感覺。

ES7 中有了更加標準的解決方案，新增了 async/await 兩個關鍵詞。async 可以聲明一個異步函數，此函數需要返回一個 Promise 對象。await可以等待一個 Promise 對象 resolve，并拿到結果。

比如下面的例子，以往我們無法在 JavaScript 中使用常見的 sleep 函數，只能使用 setTimeout 來注冊一個回調函數，在指定的時間之后再執行。有了 async/await 之后，我們就可以這樣實現了：

async function sleep(timeout) {
 return new Promise((resolve, reject) => {
 setTimeout(function() {
 resolve();
 }, timeout);
 });
}

(async function() {
 console.log('Do some thing, ' + new Date());
 await sleep(3000);
 console.log('Do other things, ' + new Date());
})();

執行此段代碼，可以在終端中看到結果：

Do some thing, Mon Feb 23 2015 21:52:11 GMT+0800 (CST)
Do other things, Mon Feb 23 2015 21:52:14 GMT+0800 (CST)

另外 async 函數可以正常的返回結果和拋出異常。await 函數調用即可拿到結果，在外面包上 try/catch 就可以捕獲異常。下面是一個從豆瓣 API 獲取數據的例子：

var fetchDoubanApi = function() {
 return new Promise((resolve, reject) => {
 var xhr = new XMLHttpRequest();
 xhr.onreadystatechange = function() {
 if (xhr.readyState === 4) {
 if (xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) {
 var response;
 try {
 response = JSON.parse(xhr.responseText);
 } catch (e) {
 reject(e);
 }
 if (response) {
 resolve(response, xhr.status, xhr);
 }
 } else {
 reject(xhr);
 }
 }
 };
 xhr.open('GET', 'https://api.douban.com/v2/user/aisk', true);
 xhr.setRequestHeader("Content-Type", "text/plain");
 xhr.send(data);
 });
};

(async function() {
 try {
 let result = await fetchDoubanApi();
 console.log(result);
 } catch (e) {
 console.log(e);
 }
})();

async 函數的用法

同 Generator 函數一樣，async 函數返回一個 Promise 對象，可以使用 then 方法添加回調函數。當函數執行的時候，一旦遇到 await 就會先返回，等到觸發的異步操作完成，再接著執行函數體內后面的語句。
下面是一個例子。

async function getStockPriceByName(name) {
 var symbol = await getStockSymbol(name);
 var stockPrice = await getStockPrice(symbol);
 return stockPrice;
}

getStockPriceByName('goog').then(function (result){
 console.log(result);
});

閱讀本文前，期待您對promise和ES6(ECMA2015)有所了解，會更容易理解。本文以體驗為主，不會深入說明，結尾有詳細的文章引用。

第一個例子

Async/Await應該是目前最簡單的異步方案了，首先來看個例子。這里我們要實現一個暫停功能，輸入N毫秒，則停頓N毫秒后才繼續往下執行。

var sleep = function (time) {
 return new Promise(function (resolve, reject) {
 setTimeout(function () {
 resolve();
 }, time);
 })
};

var start = async function () {
 // 在這里使用起來就像同步代碼那樣直觀
 console.log('start');
 await sleep(3000);
 console.log('end');
};

start();

控制臺先輸出start，稍等3秒后，輸出了end。

基本規則

async 表示這是一個async函數，await只能用在這個函數里面。await表示在這里等待promise返回結果了，再繼續執行。await 后面跟著的應該是一個promise對象（當然，其他返回值也沒關系，只是會立即執行，不過那樣就沒有意義了…）

獲得返回值

await等待的雖然是promise對象，但不必寫.then(..)，直接可以得到返回值。

var sleep = function (time) {
 return new Promise(function (resolve, reject) {
 setTimeout(function () {
 // 返回 ‘ok'
 resolve('ok');
 }, time);
 })
};

var start = async function () {
 let result = await sleep(3000);
 console.log(result); // 收到 ‘ok'
};

捕捉錯誤

既然.then(..)不用寫了，那么.catch(..)也不用寫，可以直接用標準的try catch語法捕捉錯誤。

var sleep = function (time) {
 return new Promise(function (resolve, reject) {
 setTimeout(function () {
 // 模擬出錯了，返回 ‘error'
 reject('error');
 }, time);
 })
};

var start = async function () {
 try {
 console.log('start');
 await sleep(3000); // 這里得到了一個返回錯誤
 
 // 所以以下代碼不會被執行了
 console.log('end');
 } catch (err) {
 console.log(err); // 這里捕捉到錯誤 `error`
 }
};

循環多個await

await看起來就像是同步代碼，所以可以理所當然的寫在for循環里，不必擔心以往需要閉包才能解決的問題。

..省略以上代碼
var start = async function () {
 for (var i = 1; i <= 10; i++) {
 console.log(`當前是第${i}次等待..`);
 await sleep(1000);
 }
};

值得注意的是，await必須在async函數的上下文中的。

..省略以上代碼

let one2ten = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];

// 錯誤示范
one2ten.forEach(function (v) {
 console.log(`當前是第${v}次等待..`);
 await sleep(1000); // 錯誤!! await只能在async函數中運行
});

// 正確示范
for(var v of one2ten) {
 console.log(`當前是第${v}次等待..`);
 await sleep(1000); // 正確, for循環的上下文還在async函數中
}

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