前端-JavaScript异步编程async函数

基本概念

传统JavaScript异步编程的形式大体分以下几种。

• 回调函数
• 事件监听
• 发布/订阅
• Promise 对象

异步

一个任务连续的执行就叫做同步。如果将任务为分两步执行，执行完第一步，转而执行其它任务，等做好了准备，再回过头执行第二步，这种不连续的执行就叫做异步。

回调函数

回调函数就是把第二步执行的任务单独写在一个函数里面，等到重新执行这个任务的时候，就直接调用这个函数。回调函数的英语叫callback，直译过来就是"重新调用"。

loadData(url, function (data) {
  console.log(data);
});

注意：任务第一步执行完后，所在的上下文环境就已经结束了，所以我们一般会使用var that = this 将第一步执行时的this 指向进行保存，以便回调时使用。

function Api(url) {
    this.url = url;
    this.request = function () {
          var that = this
        setTimeout(function () {
            console.log('url', that.url)
        }, 1000)
    }
}

var api = new Api('http://127.0.0.1')
api.request() // url http://127.0.0.1

Generator函数

异步编程解决方案中， ES6还提供了Generator函数。它其实是一个普通函数，独有特征

1. function关键字与函数名之间有一个星号；
2. 函数体内部使用yield表达式，定义不同的内部状态。

function* statusGenerator() {
  yield 'pending';
  yield 'running';
  return 'end';
}

var st = statusGenerator();

上面代码 statusGenerator 函数返回一个迭代器对象，函数内定义了三个状态，调用迭代器next方法指向下一个状态。

st.next() // { value: 'pending', done: false }
st.next() // { value: 'running', done: false }
st.next() // { value: 'end', done: false }

yield 表达式

yield表达式就是暂停标志。迭代器执行next时。

1. 遇到yield表达式，就暂停执行后面的操作，并将yield后面的那个表达式的值作为返回的对象的value属性值。
2. 下一次调用next方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个yield表达式。
3. 如果没有再遇到新的yield表达式，就一直运行到函数结束，直到return语句为止，并将return语句后面的表达式的值，作为返回的对象的value属性值。
4. 如果该函数没有return语句，则返回的对象的value属性值为undefined。

for...of 循环

我们也可以使用 for...of进行遍历。

function* statusGenerator() {
  yield 'pending';
  yield 'running';
  return 'end';
}

var st = statusGenerator();
for(let v of st){
  console.log(v)// pending running
}

Generator 的应用

协程

协程的意思是多个线程互相协作，完成异步任务。它是一些编程语言的异步编程方案，比如go中的协程实现goroutine。协程序执行的大致流程如下：

1. 协程A开始执行。
2. 协程A执行到一半，进入暂停，执行权转移到协程B。
3. （一段时间后）协程B交还执行权。
4. 协程A恢复执行。

JavaScript中的协程实现Generator 函数，它可以在指定的地方（yield）交出函数的执行权（即暂停执行），然后等待执行权交还继续执行。

比如：我们实现一个倒计时函数，任务就绪后等待倒计时，一起执行。

function* countdown(num, running) {
    do {
        yield num--
    } while (num > 0)
    running()
}

const tasks = []
const ct = countdown(3, function () {
    console.log('start run task')
    for (let task of tasks) {
        task()
    }
})

for (let i = 0; i < 3; i++) {
    tasks.push(function () {
        console.log('task '+ i)
    })
    ct.next()
}

ct.next()

一个异步请求封装

var fetch = require('node-fetch');

function* request(){
  var url = 'xxxx';
  var user = yield fetch(url); // 返回promise对象，data: {'user':'xxxx'}
  console.log(user);
}

var req = request();
var result = req.next();

result.value.then(function(data){
  return data.user
}).then(function(user){
  req.next(user);                        // 将 user信息传到 request()函数，被user变量接收。
});

async函数

ES2017 引入了 async和await 关键字，使用这对关键字，可以用更简洁的方式写出基于Promise的异步行为，而无需刻意地链式调用promise。

async声明的函数一般称为async函数。可以把 async 看作是 Generator 的语法糖，因为它们本质的作用一样。

Generator 写法

const loadData = function (url) {
    return new Promise(function (resolve, reject) {
        resolve(data);
    });
};

const request = function* () {
    const user = yield loadData('https://user');
    const goods = yield loadData('https://goods');
    console.log(user, goods);
};

async 写法

const loadData = function (url) {
    return new Promise(function (resolve, reject) {
        resolve(data);
    });
};

const request = async function () {
    const user = await loadData('https://user');
    const goods = await loadData('https://goods');
    console.log(user, goods);
};

基本用法

async函数会返回一个 Promise 对象。当函数执行的时候，一旦遇到await就会先返回，等到异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, ms);
  });
}

async function asyncPrint(value, ms) {
  await timeout(ms);
  console.log(value);
}

asyncPrint('hello', 50);

async函数内部return语句返回的值，会成为then方法回调函数的参数。

async function hello() {
  return 'hello';
}

hello().then(v => console.log(v))
// "hello"

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。

async function hello() {
  throw new Error('Error');
}

hello().then(
  v => console.log(v),
  e => console.log( e)
) // //Error: Error

await 命令

一般情况下，await后面都是一个 Promise 对象，返回该对象的结果。如果不是 Promise 对象，就直接返回对应的值。

async function hello() {
  return await 'hello'
}
hello().then(v => console.log(v)) // hello

async function hello() {
  return await Promise.resolve('hello');
}
hello().then(v => console.log(v)) // hello

错误处理

如果await后面的异步操作出错，那么等同于async函数返回的 Promise 对象被reject。

async function hello() {
  await new Promise(function (resolve, reject) {
    throw new Error('error');
  });
}

hello()
.then(v => console.log(v))
.catch(e => console.log(e))
// Error：error

所以最好把 await命令放在try...catch代码块中。

async function hello() {
    try {
        await new Promise(function (resolve, reject) {
            throw new Error('error');
        });
    } catch(e) {
        console.log('err:', e) // error
    }
    return await('hello');
}

const  h = hello();
h.then((v) => {console.log(v)}) // hello

小结

本文记录了JavaScript异步编程中的一些方式，Generator函数和 async和await 语法，欢迎留言交流。