压箱底笔记:Promise和Async/await的理解和使用

杜尼卜

首发于SF,未经授权,禁止各种形式转载

以前学习写的笔记,感觉还不错,现在发出来,希望对你有帮助。文章比较长,可以结合目录进行阅读,如果文章对你有所启发和帮助,可以『一键三连』。哦,对了,我已经脱发了...😭😭

1. 前置知识

1.1 区别实例对象与函数对象

实例对象:new 函数产生的对象, 称为实例对象, 简称为对象

函数对象: 将函数作为对象使用时, 简称为函数对象

function Fn() {}
const fn = new Fn() // fn为实例对象
Fn.bind({}) // Fn为函数对象

1.2 两种类型的回调函数

同步回调

  • 理解:立即执行, 完全执行完了才结束, 不会放入回调队列中
  • 例子: 数组遍历相关的回调函数 / Promise 的 excutor 函数

异步回调

  • 理解:不会立即执行, 会放入回调队列中将来执行
  • 例子:定时器回调 / ajax 回调 / Promise 的成功|失败的回调
const arr = [1, 2, 3]
arr.forEach(item => console.log(item)) // 同步回调, 不会放入回调队列, 而是立即执行
console.log('forEatch()之后')
setTimeout(() => { // 异步回调, 会放入回调队列, 所有同步执行完后才可能执行
  console.log('timout 回调')
}, 0)
console.log('setTimeout 之后')

1.3 JS的error处理

错误的类型

  • Error:所有错误的父类型
  • ReferenceError:引用的变量不存在

    console.log(a) // ReferenceError: a is not defined
  • TypeError:数据类型不正确的错误

    let b = null
    console.log(b.xxx) // TypeError: Cannot read property 'xxx' of null
  • RangeError:数据值不在其所允许的范围内

    function fn() {
      fn()
    }
    fn() // RangeError: Maximum call stack size exceeded
  • SyntaxError:语法错误

    let c = """" // SyntaxError: Unexpected string

错误处理

  • 捕获错误:try ... catch
  • 抛出错误:throw error

error 对象的结构

  • message 属性:错误相关信息
  • stack 属性:函数调用栈记录信息

2. Promise 是什么?

2.1 理解

抽象表达:Promise 是JS中进行异步编程的新的解决方案(旧的是谁?=> 纯回调的形式)

具体表达:

  • 从语法上来说:Promise 是一个构造函数
  • 从功能上来说:Promise 对象用来封装一个异步操作并可以获取其结果

2.2 Promise的状态改变

Promise的状态改变只有这2种:
Promise的状态改变

且一个 Promise 对象只能改变一次,无论变成成功还是失败,都会有一个结果数据,成功的结果数据一般称为 value,失败的结果数据一般称为 reason

2.3 Promise基本流程

Promise基本流程

2.4 Promise的基本使用

示例,如果当前时间是偶数就代表成功,否则代表失败

// 1. 创建一个新的Promise对象
const p = new Promise((resolve, reject) => { // 执行器函数,同步执行
  // 2. 执行异步操作任务
  setTimeout(() => {
    const time = Date.now() // 如果当前时间是偶数就代表成功,否则代表失败
    // 3.1 如果成功了,调用resolve(value)
    if (time % 2 === 0) {
        resolve('成功的数据,value = ' + time)
    } else {
        // 3.2 如果失败了,调用reject(reason)
        reject('失败的数据,reason = ' + time)
    }
  }, 1000);
})

p.then(value => {
  // 接受得到成功的value数据,专业术语:onResolved
  console.log('成功的回调', value)
}, reason => {
  // 接受得到失败的reason数据,专业术语:onRejected
  console.log('失败的回调', reason)
})

3. 为什么要用Promise?

3.1 指定回调函数的方式更加灵活

旧的:回调函数必须在启动异步任务前指定

// 成功的回调函数
function successCallback(result) {
  console.log('处理成功:' + result)
}

function failureCallback(error) {
  console.log('处理失败:' + error)
}

// 使用纯回调函数
createAudioFileSync(audioSettings, successCallback, failureCallback)

Promise:启动异步任务 => 返回 Promise 对象 => 给 Promise 对象绑定回调函数,甚至可以在异步任务结束后指定多个

// 使用 Promise
const promise = createAudioFileSync(audioSettings)
setTimeout(() => {
  promise.then(successCallback, failureCallback)
}, 3000);

3.2 支持链式调用,可以解决回调地狱问题

什么是回调地狱?回调函数嵌套调用,外部回调函数异步执行的结果是嵌套的回掉执行条件,代码是水平向右扩展

// 回调地狱
doSomething(function(result) {
  doSomethingElse(result, function(newResult) {
    doThirdThing(newResult, function(finalResult) {
      console.log('Got the final result: ' + finalResult)
    }, failureCallback)
  }, failureCallback)
}, 

回调地狱的缺点:不便阅读,不便于异常处理

解决方案:Promise 链式调用,代码水平向下扩展

doSomething().then(function(result) {
  return doSomethingElse(result)
})
.then(function(newResult) {
  return doThirdThing(newResult)
})
.then(function(finalResult) {
  console.log('Got the final result: ' + finalResult)
})
.catch(failureCallback)

终极解决方案:async/await,用同步的写法处理异步的操作

async function request() {
  try {
    const result = await doSomething()
    const newResult = await doSomethingElse(result)
    const finalResult = await doThirdThing(newResult)
    console.log('Got the final result: ' + finalResult)
  } catch (error) {
    failureCallback(error)
  }
}

4. Promise的API说明

4.1 API 说明

Promise 构造函数

Promise (excutor) {},excutor 会在 Promise 内部立即同步回调,异步操作在执行器中执行

  • excutor 函数:执行器 (resolve, reject) => {}
  • resolve 函数:内部定义成功时我们调用的函数 value => {}
  • reject 函数:内部定义失败时我们调用的函数 reason => {}

Promise.prototype.then方法

(onResolved, onRejected) => {},指定用于得到成功 value 的成功回调和用于得到失败 reason 的失败回调返回一个新的 promise 对象

  • onResolved 函数:成功的回调函数 (value) => {}
  • onRejected 函数:失败的回调函数 (reason) => {}

Promise.prototype.catch 方法

(onRejected) => {},onRejected 函数:失败的回调函数 (reason) => {},then() 的语法糖, 相当于: then(undefined, onRejected)

Promise.resolve方法

(value) => {},value:成功的数据或 promise 对象,返回一个成功/失败的 promise 对象

Promise.reject方法

(reason) => {},reason:失败的原因,返回一个失败的 promise 对象

Promise.all方法

(promises) => {},promises:包含 n 个 promise 的数组,返回一个新的 promise, 只有所有的 promise 都成功才成功, 只要有一个失败了就直接失败

Promise.race方法

(promises) => {},promises: 包含 n 个 promise 的数组,返回一个新的 promise, 第一个完成的 promise 的结果状态就是最终的结果状态

// 产生一个成功值为 1 的 Promise 对象
const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1)
})

// 产生一个成功值为 2 的 Promise 对象
const p2 = Promise.resolve(2)
// 产生一个失败值为 3 的 Promise 对象
const p3 = Promise.reject(3)

p1.then(value => console.log(value))
p2.then(value => console.log(value))
p3.catch(reason => console.error(reason))

// const pAll = Promise.all([p1, p2])
const pAll = Promise.all([p1, p2, p3])
pAll.then(values => {
  console.log('all onResolved()', values) // all onResolved() [ 1, 2 ]
}, reason => {
  console.log('all onRejected()', reason) // all onRejected() 3
})

const race = Promise.race([p1, p2, p3])
race.then(value => {
  console.log('all onResolved()', value) 
}, reason => {
  console.log('all onRejected()', reason) 
})

4.2 Promise的几个关键问题

4.2.1 如何改变Promise的状态

resolve(value),如果当前是 pendding 就会变为 resolved

reject(reason),如果当前是 pendding 就会变为 rejected

抛出异常,如果当前是 pendding 就会变为 rejected

const p = new Promise((resolve, reject) => {
  // resolve(1) // Promise 变为 resolved 成功状态
  // reject(2) // Promise 变为 rejected 失败状态
  // Promise 变为 rejected 失败状态,reason为抛出的 error
  throw new Error('我抛出的异常') 
  // 变为 rejected 失败状态,reason为抛出的 3
  // throw 3
})

p.then(
  value => {},
  reason => { console.log('reason :', reason); }
)

4.2.2 当一个promise指定多个成功/失败回调函数, 都会调用吗?

当 promise 改变为对应状态时都会调用

const p = new Promise((resolve, reject) => {
  // 变为 rejected 失败状态,reason为抛出的 3
  throw 3
})

p.then(
  value => {},
  reason => { console.log('reason :', reason); }
)

p.then(
  value => {},
  reason => { console.log('reason2 :', reason); }
)

// 结果:
// reason : 3
// reason2 : 3

4.2.3 改变promise状态和指定回调函数谁先谁后?

都有可能, 正常情况下是先指定回调再改变状态, 但也可以先改状态再指定回调。

如何先改状态再指定回调?

  • 在执行器中直接调用 resolve()/reject()
  • 延迟更长时间才调用 then()

什么时候才能得到数据?

  • 如果先指定的回调, 那当状态发生改变时, 回调函数就会调用, 得到数据
  • 如果先改变的状态, 那当指定回调时, 回调函数就会调用, 得到数据
// 常规:先指定回调函数,后改变状态
new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve(1) // 后改变状态(同时指定数据),异步执行回调函数
  }, 1000);
}).then( // 先指定回调函数,保存当前指定的回调函数
  value => {},
  reason => { console.log('reason :', reason); }
)

// 先改状态,后指定回调函数
new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1) // 先改变状态(同时指定数据)
}).then( // 后指定回调函数,异步执行回调函数
  value => { console.log('value2:', value);},
  reason => { console.log('reason2 :', reason); }
)

const p = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1) // 先改变状态(同时指定数据)
})

setTimeout(() => {
  p.then(
    value => { console.log('value3:', value);},
    reason => { console.log('reason3 :', reason); }
  )
}, 1500);

4.2.4 promise.then()返回的新 promise 的结果状态由什么决定?

简单表达:由 then()指定的回调函数执行的结果决定

详细表达:

  • 如果抛出异常, 新 promise 变为 rejected, reason 为抛出的异常
  • 如果返回的是非 promise 的任意值, 新 promise 变为 resolved, value 为返回的值
  • 如果返回的是另一个新 promise, 此 promise 的结果就会成为新 promise 的结果
new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1)
}).then(
  value => {
    console.log('onResolved1()', value); // 1
    // return 1.1 或 
    return Promise.resolve(1.1)
    // return Promise.reject(1.1)
    // throw 1.1
  },
  reason => { 
    console.log('onRejected1()', reason);
  }
).then(
  value => { console.log('onResolved2()', value); }, // 1.1
  reason => { console.log('onRejected2()', reason) } // 1.1
)

4.2.5 promise 如何串连多个操作任务

promise 的 then() 返回一个新的 promise, 可以开成 then() 的链式调用,通过 then 的链式调用串连多个同步/异步任务。

4.2.6 promise 异常传透

当使用 promise 的 then 链式调用时, 可以在最后指定失败的回调,前面任何操作出了异常, 都会传到最后失败的回调中处理。

下面的示例代码演示了异常传透

new Promise((resolve, reject) => {
  // resolve(1)
  reject(1)
}).then(
  value => { 
    console.log('onResolved1()', value);
    return 2
  }
).then(
  value => { 
    console.log('onResolved2()', value);
    return 3
  }
).then(
  value => { 
    console.log('onResolved3()', value);
  }
).catch(
  reason => { 
    console.log('onRejected()', reason);  // onRejected() 1
  }
)

代码会执行 .catch 中的代码,但实际上代码的执行不是执行到第 3 行就直接跳转到 catch 里面了,而是从第一个 then 调用向下一个个的执行(逐级传递),但是由于我们 then 里面没有处理异常。在 then 里面没写处理异常实际上相当于默认添加了 reason => { throw reason } 或者 reason => Promise.reject(reason)

new Promise((resolve, reject) => {
  reject(1)
}).then(
  value => {  console.log('onResolved1()', value); },
  // reason => { throw reason }
  // 或者
  reason => Promise.reject(reason)
)

Promise的异常传透示意图

Promise的异常传透

4.2.7 中断 promise 链

当使用 promise 的 then 链式调用时, 在中间中断, 不再调用后面的回调函数。

办法: 在回调函数中返回一个 pendding 状态的 promise 对象

new Promise((resolve, reject) => {
 resolve(1)
}).then(
  value => { 
    console.log('onResolved1()', value);
    return new Promise(() => {}) // 返回一个 pending 的 Promise,中断 promise 链
  }
).then( // 这个 then 不会执行力
  value =>  { console.log('onResolved2()', value); }
)

5. async与await

Async/await 实际上只是一种基于promises的糖衣语法糖,Async/await 和 promises一样,都是非堵塞式的,Async/await 让异步代码更具同步代码风格,这也是其优势所在。

  • async function 用来定义一个返回 AsyncFunction 对象的异步函数。异步函数是指通过事件循环异步执行的函数,它会通过一个隐式的 Promise 返回其结果,。如果你在代码中使用了异步函数,就会发现它的语法和结构会更像是标准的同步函数。MDN async_function
  • await 操作符用于等待一个Promise 对象。它只能在异步函数 async function 中使用。MDN await

5.1 async函数

async 函数的返回值为 Promise 对象,async 函数返回的 Promise 的结果由函数执行的结果决定

async function fn1() {
  return 1
}

const result = fn1()
console.log(result) // Promise { 1 }

在控制台可以看见如下信息

既然是Promise对象,那么我们用 then 来调用,并抛出错误,执行 onRejected() 且 reason 为错误信息为“我是错误”

async function fn1() {
  // return 1
  // return Promise.resolve(1)
  // return Promise.reject(2)
  throw '我是错误'

}

fn1().then(
  value => { console.log('onResolved()', value) },
  reason => { console.log('onRejected()', reason) } // onRejected() 我是错误
)

5.2 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
function fn2() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(1000)
    }, 1000);
  })
}

function fn4() { return 6 }

async function fn3() {
  // const value = await fn2() // await 右侧表达式为Promise,得到的结果就是Promise成功的value
  // const value = await '还可以这样'
  const value = await fn4()
  console.log('value', value)
}

fn3() // value 6

await 必须写在 async 函数中, 但 async 函数中可以没有 await,如果 awaitPromise 失败了, 就会抛出异常, 需要通过 try...catch 捕获处理

function fn2() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      // resolve(1000)
      reject(1000)
    }, 1000);
  })
}

async function fn3() {
  try {
    const value = await fn2()
  } catch (error) {
    console.log('得到失败的结果', error)
  }
}

fn3() // 得到失败的结果 1000

5.3 Async/await 比 Promise 更优越的表现

简洁干净,使用async/await能省去写多少行代码

错误处理,async/wait 能用相同的结构和好用的经典 try/catch 处理同步和异步错误,错误堆栈能指出包含错误的函数。

调试,async/await 的一个极大优势是它更容易调试,使用async/ await则无需过多箭头函数,并且能像正常的同步调用一样直接跨过await调用。

~~完。


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