JavaScript基础——深入学习async/await

时间：2024-03-18 14:51:13

本文由云+社区发表

本篇文章，小编将和大家一起学习异步编程的未来——async/await，它会打破你对上篇文章Promise的认知，竟然异步代码还能这么写! 但是别太得意，你需要深入理解Promise后，才能更好的的驾驭async/await，因为async/await是基于Promise的。

关于async / await

  1. 用于编写异步程序
  2. 代码书写方式和同步编码十分相似，因此代码十分简洁易读
  3. 基于Promise
  4. 您可以使用try-catch常规的方法捕获异常
  5. ES8中引入了async/await，目前几乎所有的现代浏览器都已支持这个特性（除了IE和Opera不支持）
  6. 你可以轻松设置断点，调试更容易。

从async开始学起

让我们从async关键字开始吧，这个关键字可以放在函数之前，如下所示：

async function f() { 
 return 1; 
}

在函数之间加上async意味着：函数将返回一个Promise,虽然你的代码里没有显示的声明返回一个Promise,但是编译器会自动将其转换成一个Promise，不信你可以使用Promise的then方法试试：

async function f() { 
 return 1; 
} 
f().then(alert); // 1

…如果你不放心的话，你可以在代码里明确返回一个Promise,输出结果是相同的。

async function f() { 
 return Promise.resolve(1); 
} 
f().then(alert); // 1

很简单吧，小编之所以说 async/await 是基于Promise是没毛病的，async函数返回一个Promise，很简单吧，不仅如此，还有一个关键字await,await只能在async中运行。

等待——await

await的基本语法：

let value=await promise;

该关键字的await的意思就是让JS编译器等待Promise并返回结果。接下来我们看一段简单的示例：

async function f() { 
 let promise = new Promise((resolve, reject) => { 
 setTimeout(() => resolve("done!"), 1000) 
 }); 
 let result = await promise; // wait till the promise resolves (*) 
 alert(result); // "done!" 
} 
f();

函数执行将会在 let result = await promise 这一行暂停，直到Promise返回结果，因此上述代码将会1秒后，在浏览器弹出“done”的提示框。

小编在此强调下：

  • await的字面意思就是让JavaScript等到Promise结束，然后输出结果。这里并不会占用CPU资源，因为引擎可以同时执行其他任务：其他脚本或处理事件。
  • 不能单独使用await，必须在async函数作用域下使用，否则将会报出异常“Error: await is only valid in async function”，示例代码如下：
function f() { 
 let promise = Promise.resolve(1); 
 let result = await promise; // Syntax error 
}

接下来，小编将和大家一起来亲自动手实践以下内容：

  • async与Promise.then的结合,依次处理多个结果
  • 使用await替代Promise.then，依次处理多个结果
  • 同时等待多个结果
  • 使用Promise.all收集多个结果
  • 使用try-catch捕获异常
  • 如何捕获Promise.all中的异常
  • 使用finally确保函数执行

一起动手之前，确保你安装了Node,NPM相关工具，谷歌浏览器，为了预览代码效果，小编使用 npm install http-server -g 命令快速部署了web服务环境，方便我们运行代码。接下来，我们写一个火箭发射场景的小例子（不是真的发射火箭????）。

async与Promise.then的结合,依次处理多个结果

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-function-Promise-chain的文件夹
  • 在main.js中用创建一个返回随机函数的async函数getRandomNumber：
async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}
  • 再创建一个async函数determinReadyToLaunch：如果传入参数大于0.5将返回True
async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}
  • 创建第三个async函数reportResults，如果传入参数为True将进入倒计时发射
async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: ????'); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}
  • 创建一个main函数，调用getRandomNumber函数，并且通过Promise.then方法相继调用determineReadyToLaunch和reportResults函数
export function main() { 
 console.log('Before Promise created'); 
 getRandomNumber() 
 .then(deteremineReadyToLaunch) 
 .then(reportResults) 
 console.log('After Promise created'); 
}
  • 新建一个html文件引入main.js
<html> 
<script type="module"> 
 import {main} from './main.js'; 
 main(); 
</script> 
<body> 
</body> 
</html>
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

JavaScript基础——深入学习async/await

使用await替代Promise.then，依次处理多个结果

上一小节，我们使用Promise.then依次处理了多个结果，本小节，小编将使用await实现同样的功能，具体操作如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-function-Promise-chain的文件夹
  • 在main.js中用创建一个返回随机函数的async函数getRandomNumber：
async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}
  • 再创建一个async函数determinReadyToLaunch：如果传入参数大于0.5将返回True
async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}
  • 创建第三个async函数reportResults，如果传入参数为True将进入倒计时发射
async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: ????'); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}
  • 创建一个main函数，调用getRandomNumber函数，并且通过Promise.then方法相继调用determineReadyToLaunch和reportResults函数
export async function main() { 
 const randomNumber = await getRandomNumber(); 
 const ready = await deteremineReadyToLaunch(randomNumber); 
 await reportResults(ready); 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

JavaScript基础——深入学习async/await

同时等待多个结果

有时候我们需要同时启动多个异步，无需依次等待结果消耗时间，接下来的例子可以使用await同时启动多个异步函数，等待多个结果。

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个await-concurrently的文件夹
  • 创建三个函数checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用来记录信息时，这三个函数都返回一个Promise，示例代码如下：
function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('engine check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('flight plan check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('navigation system check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个async的main函数调用上一步创建函数。将每个返回的值分配给局部变量。然后等待Promise的结果，并输出结果：
 export async function main() { 
 const enginePromise = checkEngines(); 
 const flighPlanPromise = checkFlightPlan(); 
 const navSystemPromise = checkNavigationSystem(); 
 const enginesOk = await enginePromise; 
 const flighPlanOk = await flighPlanPromise; 
 const navigationOk = await navSystemPromise; 
 if (enginesOk && flighPlanOk && navigationOk) { 
 console.log('All systems go, ready to launch:  ????'); 
 } else { 
 console.error('Abort the launch: '); 
 if (!enginesOk) { 
  console.error('engines not ready'); 
 } 
 if (!flighPlanOk) { 
  console.error('error found in flight plan'); 
 } 
 if (!navigationOk) { 
  console.error('error found in navigation systems'); 
 } 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

JavaScript基础——深入学习async/await

使用Promise.all收集多个结果

在上一小节中，我们一起学习了如何触发多个异步函数并等待多个异步函数结果。上一节我们只使用了asyc/await，本节小编和大家一起使用Promise.all来收集多个异步函数的结果，在某些情况下，尽量使用Promise相关的API，具体的代码如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹

创建三个函数功能checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用来记录信息时，这三个函数都返回一个Promise，示例代码如下：

function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('engine check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('flight plan check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
  console.log('navigation system check completed'); 
  resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个async的main函数调用上一步创建的函数。使用Promise.all收集多个结果，将结果返回给变量，代码实现如下：
export async function main() { 
 const prelaunchChecks = [ 
 checkEngines(), 
 checkFlightPlan(), 
 checkNavigationSystem() 
 ]; 
 const checkResults = await Promise.all(prelaunchChecks); 
 const readyToLaunch = checkResults.reduce((acc, curr) => acc && 
 curr); 
 if (readyToLaunch) { 
 console.log('All systems go, ready to launch: ????'); 
 } else { 
 console.error('Something went wrong, abort the launch: '); 
 } } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出：

JavaScript基础——深入学习async/await

Promise.all接收多个promise的数组，并整体返回一个Promise,如果和上一小节的代码进行比较，代码量少了不少。

使用try-catch捕获异常

并非所有的async都能成功返回，我们需要处理程序的异常，在本小节中，你将会看到如何使用try-catch捕获async函数引发的异常,具体操作的流程如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-errors-try-catch的文件夹
  • 创建一个抛出错误的async函数addBoosters
async function addBoosters() { 
 throw new Error('Unable to add Boosters'); 
}
  • 创建一个async函数，performGuidanceDiagnostic它也会抛出一个错误：
async function performGuidanceDiagnostic (rocket) { 
 throw new Error('Unable to finish guidance diagnostic')); 
}
  • 创建一个async的main函数调用addBosters、performGuidanceDiagnostic两个函数 ，使用try-catch捕获异常：
 export async function main() { 
 console.log('Before Check'); 
 try { 
 await addBosters(); 
 await performGuidanceDiagnostic(); 
 } catch (e) { 
 console.error(e); 
 } 
} 
console.log('After Check');
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出：

JavaScript基础——深入学习async/await

从输出看出，我们使用熟悉的try-catch捕获到了异常，如果第一个发生异常，第二个就不会执行，同时将会被记录到，并输出到控制台，在下一小节，我们将一起学习如何使用try-catch捕获Promise.all中运行的多个Promise的异常。

如何捕获Promise.all中的异常

在上一小节，我们使用了Promise.all来收集多个异步函数的结果。在收集异常方面，Promise.all更有趣。通常，我们在处理多个错误时，同时显示多个错误信息，我们必须编写相关的业务逻辑。但是，在这小节，你将会使用Promise.all和try-catch捕获异常，无需编写复杂的布尔逻辑处理业务,具体如何实现示例如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹
  • 创建三个async函数checkEngines，checkFlightPlan以及checkNavigationSystem用来记录信息时，返回Promise，一个成功的值的信息和一个失败值的信息：
function checkEngines() { 
  console.log('checking engine'); 
 
  return new Promise(function (resolve, reject) { 
    setTimeout(function () { 
      if (Math.random() > 0.5) { 
        reject(new Error('Engine check failed')); 
      } else { 
        console.log('Engine check completed'); 
        resolve(); 
      } 
    }, 250) 
  }); 
} 
 
function checkFlightPlan() { 
  console.log('checking flight plan'); 
 
  return new Promise(function (resolve, reject) { 
    setTimeout(function () { 
      if (Math.random() > 0.5) { 
        reject(new Error('Flight plan check failed')); 
      } else { 
        console.log('Flight plan check completed'); 
        resolve(); 
      } 
    }, 350) 
  }); 
} 
 
function checkNavigationSystem() { 
  console.log('checking navigation system'); 
  return new Promise(function (resolve, reject) { 
    setTimeout(function () { 
      if (Math.random() > 0.5) { 
        reject(new Error('Navigation system check failed')); 
      } else { 
        console.log('Navigation system check completed'); 
        resolve(); 
      } 
    }, 450) 
  }); 
}

创建一个async的main函数调用每个在上一步中创建的功能函数。等待结果，捕获并记录引发的异常。如果没有抛出异常，则记录成功：

 export async function main() { 
 try { 
 const prelaunchChecks = [ 
  checkEngines, 
  checkFlightPlan, 
  checkNavigationSystem 
 ]; 
 await Promise.all(prelauchCheck.map((check) => check()); 
 console.log('All systems go, ready to launch: ????'); 
 } catch (e) { 
 console.error('Aborting launch: '); 
 console.error(e); 
 } 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

JavaScript基础——深入学习async/await

Promise.all返回一个Promise，当await在错误状态下，会抛出异常。三个异步promise同时执行，如果其中一个或多个错误得到满足，则会抛出一个或多个错误；

你会发现只有一个错误会被记录下来，与同步代码一样，我们的代码可能会抛出多个异常，但只有一个异常会被catch捕获并记录。

使用finally确保函数执行

错误处理可能会变得相当复杂。有些情况，其中你希望发生错误时继续冒泡调用堆栈以便执行其它更高级别处理。在这些情况下，您可能还需要执行一些清理任务。本小节，你将了解如何使用finally以确保执行某些代码，而不管错误状态如何,具体如何实现示例如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹
  • 创建三个async函数checkEngines，checkFlightPlan、checkNavigationSystem用来记录信息，返回Promise，一个成功的值的信息和一个失败值的信息：
function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
  if (Math.random() > 0.5) { 
  reject(new Error('Engine check failed')); 
  } else { 
  console.log('Engine check completed'); 
  resolve(); 
  } 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
  if (Math.random() > 0.5) { 
  reject(new Error('Flight plan check failed')); 
  } else { 
  console.log('Flight plan check completed'); 
  resolve(); 
  } 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
  if (Math.random() > 0.5) { 
  reject(new Error('Navigation system check failed')); 
  } else { 
  console.log('Navigation system check completed'); 
  resolve(); 
  } 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个asyncperformCheck函数，调用上一步中创建的每个函数。等待结果，并用于finally记录完整的消息：
async function performChecks() { 
 console.log('Starting Pre-Launch Checks'); 
 try { 
 const prelaunchChecks = [ 
  checkEngines, 
  checkFlightPlan, 
  checkNavigationSystem 
 ]; 
 return Promise.all(prelauchCheck.map((check) => check()); 
 } finally { 
 console.log('Completed Pre-Launch Checks'); 
 } 
 }
  • 创建一个async的main函数调该函数performChecks。等待结果，捕获并记录引发的异常。
export async function main() { 
 try { 
 await performChecks(); 
 console.log('All systems go, ready to launch: ????'); 
 } catch (e) { 
 console.error('Aborting launch: '); 
 console.error(e); 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

JavaScript基础——深入学习async/await

与上一小节一样，异常在main函数中进行捕获，由于finally的存在，让我清楚的知道performChecks确保需要执行的输出完成。你可以设想，处理错误是一个重要的任务，并且async/await允许我们使用try/catch的方式同时处理异步和同步代码的错误，大大简化了我们处理错误的工作量，让代码更加简洁。

用async/await改写上篇文章Promise的例子

上篇文章《JavaScript基础——Promise使用指南》的最后，我们使用Promise的方法改写了回调的例子，本文的最后，我们将用今天学到的内容async/await改写这个例子，如何实现呢，代码如下：

const fs = require('fs'); 
const path = require('path'); 
const postsUrl = path.join(__dirname, 'db/posts.json'); 
const commentsUrl = path.join(__dirname, 'db/comments.json'); 
//return the data from our file 
function loadCollection(url) { 
 return new Promise(function(resolve, reject) { 
  fs.readFile(url, 'utf8', function(error, data) { 
   if (error) { 
    reject('error'); 
   } else { 
    resolve(JSON.parse(data)); 
   } 
  }); 
 }); 
} 
//return an object by id 
function getRecord(collection, id) { 
 return new Promise(function(resolve, reject) { 
  const data = collection.find(function(element){ 
   return element.id == id; 
  }); 
  resolve(data); 
 }); 
} 
//return an array of comments for a post 
function getCommentsByPost(comments, postId) { 
 return comments.filter(function(comment){ 
  return comment.postId == postId; 
 }); 
} 
async function getPost(){ 
 try { 
  const posts = await loadCollection(postsUrl); 
  const post = await getRecord(posts, "001"); 
  const comments = await loadCollection(commentsUrl); 
  const postComments = await getCommentsByPost(comments, post.id); 
  console.log(post); 
  console.log(postComments); 
 } catch (error) { 
  console.log(error); 
 } 
} 
getPost();

和Promise的方式相比，async/await 的实现方式是不是更直观更容易理解呢，让我几乎能用同步的方式编写异步代码。

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