使用图解和例子解释Await和Async

简介

JavaScript ES7中的 async/await 语法使得异步Promise变得更加容易。 如果您需要以某种顺序从多个数据库或API异步获取数据，则可以使用promise和回调构成的面条式的代码。 async/await 构造允许我们更简洁地表达这种逻辑且代码更易读和可维护。

本教程将使用图表和简单示例来解释JavaScriptasync/await 语法和语义。

在我们开始之前，让我们从一个Promise的简要概述开始。 如果您已经了解了JSPromise，请随时跳过本节。

Promises

在JavaScript中，Promises代表非阻塞异步执行的抽象。 如果了解其他语言的话，JSPromise与Java的Future或C＃的Task类似。

Promises通常用于网络和I/O操作 - 例如从文件读取或发出HTTP请求。 如果不需要阻塞当前的“线程”执行，我们可以产生一个异步Promises，并使用then方法来传入一个回调函数，它在promise完成时将被触发。 回调函数本身可以返回Promise，因此我们可以链式调用Promise。

为了简单起见，在所有示例中，我们假设request-promise已经安装并可以像下面这样子加载：

var rp = require('request-promise');

现在我们可以做一个简单的HTTP GET请求，返回一个Promise

const promise = rp('http://example.com/')

现在，我们来看一个例子：

console.log('Starting Execution');

const promise = rp('http://example.com/');
promise.then(result => console.log(result));

console.log("Can't know if promise has finished yet...");

我们在第3行产生了一个新的Promise，然后在第4行附加一个回调函数。Promise是异步的，所以当我们到达第6行时，我们不知道Promise是否已经完成。 如果我们多次运行代码，我们可能会每次得到不同的结果。 更确切地说，任何承诺之后的代码都是与Promise同时运行的。

在Promise完成之前，我们没有任何合理的理由阻止当前的操作顺序。 这与Java的Future.get不同，它允许我们阻止当前线程，直到将来完成。 在JavaScript中，我们不能等待Promise完成。 在Promise完成之后执行代码的唯一方法是通过then方法传入回调函数。

下图描绘了该示例的计算过程：

Promise的计算过程。 调用“线程”不能等待Promise。 在Promise之后执行代码的唯一方法是通过then方法指定回调函数。

只有当Promise成功时，回调函数才能执行。 如果它失败（例如由于网络错误），回调函数将不会执行。 为了处理失败的Promise，你可以通过catch传入另一个回调：

rp('http://example.com/').
    then(() => console.log('Success')).
    catch(e => console.log(`Failed: ${e}`))

最后，为了测试的目的，我们可以轻松地创建使用Promise.resolve和Promise.reject方法创建成功或失败的Promise：

const success = Promise.resolve('Resolved');
// Will print "Successful result: Resolved"
success.
    then(result => console.log(`Successful result: ${result}`)).
    catch(e => console.log(`Failed with: ${e}`))


const fail = Promise.reject('Err');
// Will print "Failed with: Err"
fail.
    then(result => console.log(`Successful result: ${result}`)).
    catch(e => console.log(`Failed with: ${e}`))

问题 - 组合的Promise

使用一个Promise是直观简单的。 但是，当我们需要对复杂的异步逻辑进行编程时，我们可能会已几个Promise结束。 编写这些Promise和匿名回调可以很容易失去对代码的控制。

例如，假设我们需要编写一个程序：

1. 发起http请求，等待完成，打印结果;
2. 返回之后进行其他两个HTTP的并行调用;
3. 当它们都完成时，打印结果。

以下代码段演示了如何完成此操作：

// Make the first call
const call1Promise = rp('http://example.com/');

call1Promise.then(result1 => {
    // Executes after the first request has finished
    console.log(result1);

    const call2Promise = rp('http://example.com/');
    const call3Promise = rp('http://example.com/');

    const combinedPromise = Promise.all([call2Promise, call3Promise]);
    combinedPromise.then(arr => {
        // Executes after both promises have finished
        console.log(arr[0]);
        console.log(arr[1]);
    })
})

我们首先发起了第一个HTTP请求，并在其完成时运行回调函数（第1-3行）。 在回调中，我们为后续的HTTP请求产生了两个Promise（第8-9行）。 这两个Promise同时运行，我们需要安排一个回调，在它们都完成时调用。 因此，我们需要通过Promise.all（第11行）将它们组合成一个单一的Promise，当它们完成时，它们就可以正确调用。 然后我们传入了另一个打印结果的回调（第14-15行）。

下图描述了计算流程：

对于这样一个简单的例子，我们最终得到了2个嵌套的回调函数，并且必须使用Promise.all来同步并发Promise。 如果我们不得不再运行一些异步操作或添加错误处理怎么办？ 这种方法可以很容易地改写成用Promise.all和多个then连接起来的链式面条代码。

我们可以重写上面的例子来使用“promise chaining”，如下所示：

// Make the first call
const call1Promise = rp('http://example.com/');

call1Promise.then(result1 => {
    // Executes after the first request has finished
    console.log(result1);

    const call2Promise = rp('http://example.com/');
    const call3Promise = rp('http://example.com/');

    return Promise.all([call2Promise, call3Promise]);
}).then(arr => {
    // Executes after both promises have finished
    console.log(arr[0]);
    console.log(arr[1]);
})

这样可读性更高一些，尽管我们仍然需要链接两个回调函数并使用Promise.all。

Async 函数

Async函数是返回Promise函数的简写。

例如，以下定义是等价的：

function f() {
    return Promise.resolve('TEST');
}

// asyncF is equivalent to f!
async function asyncF() {
    return 'TEST';
}

类似地，抛出异常的Async函数等效于返回reject Promise的函数：

function f() {
    return Promise.reject('Error');
}

// asyncF is equivalent to f!
async function asyncF() {
    throw 'Error';
}

Await

当我们产生承诺时，我们无法同步等待完成。 我们只能通过一个回调。 不允许等待承诺鼓励开发非阻塞代码。 否则，开发人员将被诱惑执行封锁操作，因为它比使用承诺和回调更容易。

当我们创建Promise时，我们无法同步等待完成。 我们只能通过一个回调。 不允许等待Promise，鼓励开发非阻塞代码。 否则，开发人员将更容易使用锁定当前线程的操作，因为它比使用Promise和回调更容易。

然而，为了同步Promise，我们需要允许他们相互等待。 换句话说，如果操作是异步的（即封装在Promise中），则应该能够等待另一个异步操作完成。 但是JavaScript解释器如何知道一个操作是否在Promise中运行？

答案是在async关键字。 每个async函数都返回一个Promise。 因此，JavaScript解释器知道async函数中的所有操作都将被封装在Promise中并异步运行。 所以可以让他们等待其他的Promise完成之后再继续执行。

当我们使用await关键字。 它只能用于async功能，并允许我们同步等待Promise。 如果我们在async函数之外使用Promise，我们仍然需要使用回调函数：

async function f(){
    // response will evaluate as the resolved value of the promise
    const response = await rp('http://example.com/');
    console.log(response);
}

// We can't use await outside of async function.
// We need to use then callbacks ....
f().then(() => console.log('Finished'));

现在，我们来看看我们如何解决上一节的问题：

// Encapsulate the solution in an async function
async function solution() {
    // Wait for the first HTTP call and print the result
    console.log(await rp('http://example.com/'));

    // Spawn the HTTP calls without waiting for them - run them concurrently
    const call2Promise = rp('http://example.com/');  // Does not wait!
    const call3Promise = rp('http://example.com/');  // Does not wait!

    // After they are both spawn - wait for both of them
    const response2 = await call2Promise;
    const response3 = await call3Promise;

    console.log(response2);
    console.log(response3);
}

// Call the async function
solution().then(() => console.log('Finished'));

在上面的代码段中，我们将解决方案封装在async函数中。 这使我们能够直接等待Promise，从而避免了回调的需要。 最后，我们调用async函数，该函数只是产生一个封装了调用其他Promise的逻辑的Promise。

事实上，在第一个例子中（没有async/await），这些Promise将会并行开始。 在这种情况下，我们做同样的（7-8行）。 请注意，直到第11-12行，当我们使用了await，直到两个Promise都已经完成为止。 之后，我们知道这两个Promise都已经完成了（类似于前面的例子中使用Promise.all（...）然后（...））。

实际计算过程等同于上一节所述的过程。 然而，代码更加可读和直观。

在引导下，async/await实际上转化为Promise，然后回调。 换句话说，它是使用Promise的语法糖。 每次我们等待，解释器产生一个Promise，并将其余的操作从异步功能放在一个回调。

我们来考虑下面的例子：

async function f() {
    console.log('Starting F');
    const result = await rp('http://example.com/');
    console.log(result);
}

f函数的基础计算过程如下所示。 由于f是异步的，它也将与其调用者并行运行

函数f启动并产生Promise。 在那一刻，函数的其余部分被封装在一个回调函数中，并且在Promise完成之后计划执行。

错误处理

在前面的大多数例子中，我们假设Promise成功执行了。 因此，等待Promise返回值。 如果我们等待失败的Promise，这将导致异步功能中的异常。 我们可以使用标准的try/catch来处理它：

async function f() {
    try {
        const promiseResult = await Promise.reject('Error');
    } catch (e){
        console.log(e);
    }
}

如果async函数不处理异常，无论是由拒绝Promise还是其他错误引起的，都将返回被拒绝的Promise：

async function f() {
    // Throws an exception
    const promiseResult = await Promise.reject('Error');
}

// Will print "Error"
f().
    then(() => console.log('Success')).
    catch(err => console.log(err))

async function g() {
    throw "Error";
}

// Will print "Error"
g().
    then(() => console.log('Success')).
    catch(err => console.log(err))

这通过已知的异常处理机制使我们方便地处理被拒绝的Promise。

讨论

Async/await是一种对Promise的语言上的补充。 它允许我们以较少的样板来使用Promise。 但是，Async/await不能取代纯粹Promise的需要。 例如，如果我们从正常函数或全局范围调用Async函数，我们将无法使用await，并将诉诸于vanillaPromise：

async function fAsync() {
    // actual return value is Promise.resolve(5)
    return 5;
}

// can't call "await fAsync()". Need to use then/catch
fAsync().then(r => console.log(`result is ${r}`));

我通常会尝试将大多数异步逻辑封装在一个或几个异步函数中，这是从非异步代码中调用的。 这最大限度地减少了我需要编写的try/catch回调的数量。

Async/await结构是更符合Promise的语法糖。 每个Async/await结构可以用简单的Promise重写。 所以，这是一个风格和简洁的问题。

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翻译自http://nikgrozev.com/2017/10/...