理解异步函数async和await的用法

Posted 2022-03-26 铁锤妹妹@

定义

async作为一个关键字放在函数前面，表示该函数是一个异步函数，异步函数意味着该函数的执行不会阻塞后面代码的执行；而 await 用于等待一个异步方法执行完成；
async/await的作用就是使异步操作以同步的方式去执行

一. 关于async

async的用法，语法很简单，在函数前面加上async关键字，表示函数是异步的。

 async function timeout() 
     return 'hello world!'
 

只有一个作用，他的调用会返回一个promise对象。
那怎么调用呢？async 函数也是函数，平时我们怎么使用函数就怎么使用它，直接加括号调用就可以了，为了表示它没有阻塞它后面代码的执行，我们在async 函数调用之后加一句console.log;

 async function timeout() 
     return 'hello world!'
 
 timeout()
 console.log('我虽然在后面，但是先执行')

打印结果：

发现 timeout() 函数虽然调用了，但是没打印 hello world!； 先不要着急， 看一看timeout() 返回了什么？ 把上面的 timeout() 语句改为console.log(timeout())

打印结果：

原来async 函数返回的是一个promise 对象，并且Promise还有state和result，如果async函数中有返回值，当调用该函数时，内部会调用Promise.resolve()方法把它转化成一个promise对象作为返回，但如果timeout函数内部抛出错误呢？ 那么就会调用Promise.reject() 返回一个promise 对象

async function timeout() 
    throw new Error('rejected');

console.log(timeout());

就会调用Promise.reject() 返回一个promise 对象
　
那么要想获取到async 函数的执行结果，就要调用promise的then 或 catch 来给它注册回调函数

继续修改代码

  async function timeout() 
      return 'hello world!'
    
    timeout().then(val => 
      console.log(val)
    )
    console.log('我虽然在后面，但是先执行')

打印结果：

我们获取到了"hello world！’, 同时timeout的执行也没有阻塞后面代码的执行，和 我们刚才说的一致。
　
如果async 函数执行完，返回的promise 没有注册回调函数，比如函数内部做了一次for 循环，你会发现函数的调用，就是执行了函数体，和普通函数没有区别，唯一的区别就是函数执行完会返回一个promise 对象。

   async function timeout () 
      for (let index = 0; index < 3; index++) 
        console.log('async', +index)
      
    
    console.log(timeout())
    console.log('outer')

二. 关于await

1) await 到底在等啥?

async 关键字差不多了，最重要的就是async函数的执行会返回promise对象，并且把内部的值进行promise的封装。如果promise对象通过then或catch方法又注册了回调函数，async函数执行完以后，注册的回调函数就会放到异步队列中，等待执行。
如果只是async，和promise差不多，但有了await就不一样了，await关键字只能放到async函数里面，await是等待的意思，那么它等待什么呢？它后面跟着什么呢？其实await不仅仅用于等Promise对象，还可以等任意表达式，所以await后面实际是可以接普通函数调用或者直接量的，不过我们更多的是放一个返回promise 对象的表达式。他等待的是promise对象执行完毕，并返回结果。

//所以下面这个示例完全可以正确运行
    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()

2) await 等到了要等的，然后呢?

await 等到了它要等的东西，一个 Promise 对象，或者其它值，然后呢？

1. 如果它等到的不是一个Promise对象，那么await表达式的运算结果就是它等到的东西。
2. 如果它等到的是一个Promise对象，await就忙起来了，它会阻塞函数后面的代码，等着Promise对象resolve，然后得到resolve的值，作为await表达式的运算结果。

3) async/await 帮我们干了啥?

做个简单的比较
现在举例，用 setTimeout 模拟耗时的异步操作，先来看看不用 async/await 会怎么写

function takeLongTime () 
      return new Promise(resolve => 
        setTimeout(() =>
          resolve('long_time_value'), 1000
        )
      )
    
takeLongTime().then(val => 
   console.log(val, 'val')
)

如果改用 async/await 呢，会是这样

    function takeLongTime () 
      return new Promise(resolve => 
        setTimeout(() =>
          resolve('long_time_value'), 1000
        )
      )
    
     async function test () 
      let v = await takeLongTime()
      console.log(v, 'v')
    
    test()

眼尖的已经发现 takeLongTime () 没有申明为async。实际上takeLongTime () 本身就返回Promise对象，加不加async结果都一样。

4) await 优势在于处理 then 链，使代码看起来像同步代码一样，下面是实例应用

现在写一个函数，让它返回promise 对象，该函数的作用是2s 之后让数值乘以2

// 2s 之后返回双倍的值
function doubleAfter2seconds (num) 
      return new Promise((resolve, reject) => 
        setTimeout(() => 
          resolve(num * 2)
        , 2000)
      )
    

现在再写一个async 函数，从而可以使用await 关键字， await 后面放置的就是返回promise对象的一个表达式，所以它后面可以写上 doubleAfter2seconds 函数的调用

async function testResult() 
    let result = await doubleAfter2seconds(30);
    console.log(result); //2s后打印60

testResult();

代码的执行过程
调用testResult 函数，它里面遇到了await, await 表示等待，代码就暂停到这里，不再向下执行了，它等待后面的promise对象执行完毕，然后拿到promise resolve 的值并进行返回，返回值拿到之后，它继续向下执行。具体到 我们的代码, 遇到await 之后，代码就暂停执行了， 等待doubleAfter2seconds(30) 执行完毕，doubleAfter2seconds(30) 返回的promise 开始执行，2秒 之后，promise resolve 了， 并返回了值为60， 这时await 才拿到返回值60， 然后赋值给result， 暂停结束，代码继续执行，执行 console.log语句。

就这一个函数，我们可能看不出async/await 的作用，如果我们要计算3个数的值，然后把得到的值进行输出呢？

async function testResult() 
    let first = await doubleAfter2seconds(30);
    let second = await doubleAfter2seconds(50);
    let third = await doubleAfter2seconds(30);
    console.log(first + second + third);

testResult()

6秒后，控制台输出220, 我们可以看到，写异步代码就像写同步代码一样了，再也没有回调地域了。

这里强调一下，当js引擎在等待promise.resolve的时候，他并没有真正的暂停工作，它可以处理其他的一些事情，如果我们在testResult函数后面继续执行其他代码，比如console.log一下，会发现console.log代码先执行。

async function testResult() 
    let first = await doubleAfter2seconds(30);
    let second = await doubleAfter2seconds(50);
    let third = await doubleAfter2seconds(30);
    console.log(first + second + third);

testResult()
console.log('我先执行！！！')

先输出 “我先执行！！！”，6s后输出计算结果。

总结：

1. async 函数
   1)函数的返回值为Promise对象
   2)Promise对象的结果由async函数执行的返回值决定
2. await 表达式
   1)await右侧的表达式一般为promise对象, 但也可以是其它的值
   2)如果表达式是promise对象，await就忙起来了，它会阻塞函数后面的代码，等着Promise对象resolve，然后得到resolve的值，作为await表达式的运算结果。
   3)如果表达式是其它值, 直接将此值作为await的返回值
3. async和await基于promise的。使用async的函数将会始终返回一个 promise 对象。这一点很重要，要记住，可能是你遇到容易犯错的地方。
4. 在使用await的时候我们只是暂停了函数，而非整段代码。
5. async和await是非阻塞的
6. 仍然可以使用 Promise，例如Promise.all().
7. 注意
   1)await必须写在async函数中, 但async函数中可以没有await
   2)如果await的promise失败了, 就会抛出异常, 需要通过try…catch来捕获处理

学习过程中参考了：
用 async/await 来处理异步
vue中异步函数async和await的用法
理解 JavaScript 的 async/await