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Generator函数
要说到async函数就得从Generator函数说起,Generator函数是ES6提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同。Generator函数有多种理解角度。从语法上,首先可以把它理解成,Generator函数是一个状态机,封装了多个内部状态。执行Generator函数会返回一个遍历器对象,也就是说,Generator函数除了状态机,还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象,可以依次遍历Generator函数内部的每一个状态。
形式上,Generator函数是一个普通函数,但是有两个特征。一是,function关键字与函数名之间有一个星号;二是,函数体内部使用yield语句,定义不同的内部状态(yield语句在英语里的意思就是“产出”)。
function* ImGenerator() {
yield 'hello';
yield 'world';
return 'ending';
}
var fun = ImGenerator();
上面代码定义了一个Generator函数ImGenerator,它内部有两个yield语句“hello”和“world”,即该函数有三个状态:hello,world和return语句(结束执行)。
fun.next()
// { value: 'hello', done: false }
fun.next()
// { value: 'world', done: false }
fun.next()
// { value: 'ending', done: true }
fun.next()
// { value: undefined, done: true }
Generator函数的调用方法与普通函数一样,也是在函数名后面加上一对圆括号。不同的是,调用Generator函数后,该函数并不执行,返回的也不是函数运行结果,而是一个指向内部状态的指针对象必须调用遍历器对象的next方法,使得指针移向下一个状态。也就是说,每次调用next方法,内部指针就从函数头部或上一次停下来的地方开始执行,直到遇到下一个yield语句(或return语句)为止。换言之,Generator函数是分段执行的,yield语句是暂停执行的标记,而next方法可以恢复执行。
yield语句,由于Generator函数返回的遍历器对象,只有调用next方法才会遍历下一个内部状态,所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。yield语句就是暂停标志。
(1)遇到yield语句,就暂停执行后面的操作,并将紧跟在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语句。
(3)如果没有再遇到新的yield语句,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。
function* gen() {
yield 123 + 456;
}
上面代码中,yield后面的表达式123 + 456,不会立即求值,只会在next方法将指针移到这一句时,才会求值。yield语句后面的表达式,只有当调用next方法、内部指针指向该语句时才会执行,因此等于为JavaScript提供了手动的“惰性求值”(Lazy Evaluation)的语法功能。
yield语句与return语句既有相似之处,也有区别。相似之处在于,都能返回紧跟在语句后面的那个表达式的值。区别在于每次遇到yield,函数暂停执行,下一次再从该位置继续向后执行,而return语句不具备位置记忆的功能。一个函数里面,只能执行一次(或者说一个)return语句,但是可以执行多次(或者说多个)yield语句。正常函数只能返回一个值,因为只能执行一次return;Generator函数可以返回一系列的值,因为可以有任意多个yield。从另一个角度看,也可以说Generator生成了一系列的值,这也就是它的名称的来历(在英语中,generator这个词是“生成器”的意思)。
Generator函数可以不用yield语句,这时就变成了一个单纯的暂缓执行函数。
function* f() {
console.log('执行了!')
}
var generator = f();
setTimeout(function () {
generator.next()
}, 2000);
函数f如果是普通函数,在为变量generator赋值时就会执行。但是,函数f是一个Generator函数,就变成只有调用next方法时,函数f才会执行。
另外需要注意,yield语句不能用在普通函数中,否则会报错。
async函数
ES7提供了async函数,使得异步操作变得更加方便。async函数是什么?一句话,async函数就是前文Generator函数的语法糖。
前文有一个Generator函数
function* ImGenerator() {
yield Fun1()
yield Fun2();
yield Fun3();
}
var fun = ImGenerator();
写成async函数,就是下面这样。
async ImGenerator() {
await Fun1();
await Fun2();
await Fun3();
}
var fun = ImGenerator();
一比较就会发现,async函数就是将Generator函数的星号(*)替换成async,将yield替换成await,仅此而已。
async函数对 Generator 函数的改进,体现在以下四点。
(1)内置执行器。Generator函数的执行必须靠执行器,而async函数自带执行器。也就是说,async函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。 (上面的代码调用了ImGenerator函数,然后它就会自动执行,输出最后结果。这完全不像Generator函数,需要调用next方法,才能得到真正执行,得到最后结果。)
(2)更好的语义。async和await,比起星号和yield,语义更清楚了。async表示函数里有异步操作,await表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。
(4)返回值是Promise。async函数的返回值是Promise对象,这比Generator函数的返回值是Iterator对象方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。
进一步说,async函数完全可以看作多个异步操作,包装成的一个Promise对象,而await命令就是内部then命令的语法糖。
async函数简单用法
async函数的语法规则总体上比较简单,难点是错误处理机制
(1)async函数返回一个Promise对象,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 Fun() {
return 'hello world';
}
Fun().then(v => console.log(v))
// "hello world"
上面代码中,函数Fun内部return命令返回的值,会被then方法回调函数接收到。
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 Fun() {
throw new Error('出错了');
}
Fun().then(
v => console.log(v),
)
// Error: 出错了
(2)async函数返回的Promise对象,必须等到内部所有await命令的Promise对象执行完,才会发生状态改变。也就是说,只有async函数内部的异步操作执行完,才会执行then方法指定的回调函数。
(3)正常情况下,await命令后面是一个Promise对象。如果不是,会被转成一个立即resolve的Promise对象。
async函数简单实现(Generator函数)
async function fn(args){
// ...
}
// 等同于
function fn(args){
return spawn(function*() {
// ...
});
}
注意:
(1) await命令后面的Promise对象,运行结果可能是rejected,所以最好把await命令放在try...catch代码块中。
async function myFunction() {
try {
await somethingThatReturnsAPromise();
} catch (err) {
console.log(err);
}
}
// 另一种写法
async function myFunction() {
await somethingThatReturnsAPromise()
.catch(function (err) {
console.log(err);
};
}
(2)多个await命令后面的异步操作,如果不存在继发关系,最好让它们同时触发。
(3) await命令只能用在async函数之中,如果用在普通函数,就会报错。