关于Promise、asyc/await

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一、异步编程的实现方式

JavaScript 中的异步机制可以分为以下几种:

回调函数的方式

使用回调函数的方式有一个缺点是,多个回调函数嵌套的时候会造成回调函数地狱,上下两层的回调函数间的代码耦合度太高,不利于代码的可维护。

Promise 的方式

使用 Promise 的方式可以将嵌套的回调函数作为链式调用。但是使用这种方法,有时会造成多个 then 的链式调用,可能会造成代码的语义不够明确。

generator 的方式

它可以在函数的执行过程中,将函数的执行权转移出去,在函数外部还可以将执行权转移回来。当遇到异步函数执行 的时候,将函数执行权转移出去,当异步函数执行完毕时再将执行权 给转移回来。因此在 generator 内部对于异步操作的方式,可以以同步的顺序来书写。使用这种方式需要考虑的问题是何时将函数的控制权转移回来,因此需要有一个自动执行 generator 的机制,比如说 co 模块等方式来实现 generator 的自动执行。

async 函数 的方式

async 函数是 generator 和 promise 实现的一个自动执行的语法糖,它内部自带执行器,当函数内部执行到一个 await 语句的时候,如果语句返回一个 promise 对象,那么函数将会等待 promise 对象的状态变为 resolve 后再继续向下执行。因此可以将异步逻辑,转化为同步的顺序来书写,并且这个函数可以自动执行。

二、对 Promise 的理解

Promise 是异步编程的一种解决方案,它是一个对象,可以获取异步操作的消息,他的出现大大改善了异步编程的困境,避免了地狱回调,它比传统的解决方案回调函数和事件更合理和更强大。所谓 Promise,简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promise 是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise 提供统一的 API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。

(1)Promise 的实例有三个状态:

  • Pending(进行中)
  • Resolved(已完成)
  • Rejected(已拒绝)

当把一件事情交给 promise 时,它的状态就是 Pending,任务完成了状态就变成了 Resolved、没有完成失败了就变成了 Rejected。

(2)Promise 的实例有两个过程:

  • pending -> fulfilled : Resolved(已完成)
  • pending -> rejected : Rejected(已拒绝)

注意:一旦从进行状态变成为其他状态就永远不能更改状态了。

Promise 的特点:

对象的状态不受外界影响。promise 对象代表一个异步操作,有三种 状态,pending(进行中)、fulfilled(已成功)、rejected(已失 败)。只有异步操作的结果,可以决定当前是哪一种状态,任何其他 操作都无法改变这个状态,这也是 promise 这个名字的由来——“承 诺”;一旦状态改变就不会再变,任何时候都可以得到这个结果。promise 对象的状态改变,只有两种可能:从 pending 变为 fulfilled,从 pending 变为 rejected。这时就称为 resolved(已定型)。如果改变已经发生了,你再对 promise 对象添加回调函数,也会立即得到这个结果。这与事件(event)完全不同,事件的特点是:如果你错过了它,再去监听是得不到结果的。

Promise 的缺点:

无法取消 Promise,一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。如果不设置回调函数,Promise 内部抛出的错误,不会反应到外部。 当处于 pending 状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)。

总结

Promise 对象是异步编程的一种解决方案,最早由社区提出。Promise 是一个构造函数,接收一个函数作为参数,返回一个 Promise 实例。一个 Promise 实例有三种状态,分别是 pending、resolved 和 rejected,分别代表了进行中、已成功和已失败。实例的状态只能由 pending 转变 resolved 或者 rejected 状态,并且状态一经改变,就凝固了,无法再被改变了。状态的改变是通过 resolve() 和 reject() 函数来实现的,可以在异步操作结束后调用这两个函数改变 Promise 实例的状态,它的原型上定义了一个 then 方法,使用这个 then 方法可以为两个状态的改变注册回调函数。这个回调函数属于微任务,会在本轮事件循环的末尾执行。

注意:在构造 Promise 的时候,构造函数内部的代码是立即执行的。

三、Promise 解决了什么问题

在工作中经常会碰到这样一个需求,比如我使用 ajax 发一个 A 请求后,成功后拿到数据,需要把数据传给 B 请求;那么需要如下编写代码:

image.png

上面的代码有如下缺点: 后一个请求需要依赖于前一个请求成功后,将数据往下传递,会导致多个 ajax 请求嵌套的情况,代码不够直观。如果前后两个请求不需要传递参数的情况下,那么后一个请求也需要前一个请求成功后再执行下一步操作,这种情况下,那么也需要如上编写代码,导致代码不够直观。Promise 出现之后,代码变成这样:

image.png、 这样代码看起来就简洁了很多,解决了地狱回调的问题。

四、对 async/await 的理解

async/await 其实是 Generator 的语法糖,它能实现的效果都能用 then 链来实现,它是为优化 then 链而开发出来的。从字面上来看, async 是“异步”的简写,await 则为等待,所以很好理解 async 用于申明一个 function 是异步的,而 await 用于等待一个异步方法执行完成。当然语法上强制规定 await 只能出现在 asnyc 函数中,先来看看 async 函数返回了什么:

image.png

所以,async 函数返回的是一个 Promise 对象。async 函数(包含函数语句、函数表达式、Lambda 表达式)会返回一个 Promise 对象,如果在函数中 return 一个直接量,async 会把这个直接量通过 Promise.resolve() 封装成 Promise 对象。async 函数返回的是一个 Promise 对象,所以在最外层不能用 await 获取其返回值的情况下,当然应该用原来的方式:then() 链 来处理这个 Promise 对象,就像这样:

image.png

那如果 async 函数没有返回值,又该如何?很容易想到,它会返回 Promise.resolve(undefined)。联想一下 Promise 的特点——无等待,所以在没有 await 的情况下执行 async 函数,它会立即执行,返回一个 Promise 对象,并且,绝不会阻塞后面的语句。这和普通返回 Promise 对象的函数并无二致。

注意:Promise.resolve(x) 可以看作是 new Promise(resolve => resolve(x)) 的简写,可以用于快速封装字面量对象或其他对象,将 其封装成 Promise 实例。

五、async/await 的优势

单一的 Promise 链并不能发现 async/await 的优势,但是,如果需要处理由多个 Promise 组成的 then 链的时候,优势就能体现出来了(很有意思,Promise 通过 then 链来解决多层回调的问题,现在又用 async/await 来进一步优化它)。假设一个业务,分多个步骤完成,每个步骤都是异步的,而且依赖于上一个步骤的结果。仍然用 setTimeout 来模拟异步操作:

image.png 现在用 Promise 方式来实现这三个步骤的处理:

image.png

输出结果 result 是 step3() 的参数 700 + 200 = 900。doIt() 顺 序执行了三个步骤,一共用了 300 + 500 + 700 = 1500 毫秒,和 console.time()/console.timeEnd() 计算的结果一致。如果用 async/await 来实现呢,会是这样:

image.png

结果和之前的 Promise 实现是一样的,但是这个代码看起来是不是清晰得多,几乎跟同步代码一样。

六、async/await 对比 Promise 的优势

(1)代码读起来更加同步,Promise 虽然摆脱了回调地狱,但是 then 的链式调用也会带来额外的阅读负担;

(2)Promise 传递中间值⾮常麻烦,⽽ async/await 几乎是同步的写法,非常优雅;

(3)错误处理友好,async/await 可以⽤成熟的 try/catch,Promise 的错误捕获非常冗余;

(4)调试友好,Promise 的调试很差,由于没有代码块,你不能在⼀个返回表达式的箭头函数中设置断点,如果你在⼀个.then 代码块中使用调试器的步进(step-over)功能,调试器并不会进入后续的.then 代码块,因为调试器只能跟踪同步代码的每⼀步。