理解 Async/await

「async/await」是 promises 的另一种更便捷更流行的写法，同时它也更易于理解和使用。

Async functions

让我们以 async 这个关键字开始。它可以被放置在任何函数前面，像下面这样：

async function f() {
  return 1;
}

在函数前面的「async」这个单词表达了一个简单的事情：即这个函数总是返回一个 promise。即使这个函数在语法上返回了一个非 promise 的值，加了「async」这个关键字就会指示 JavaScript 引擎自动将返回值包装成一个解析后的 promise。

例如，以下的代码就返回了一个以 1 为结果的解析后的 promise, 让我们试一下：

async function f() {
  return 1;
}

f().then(alert); // 1

... 我们也可以显式返回一个 promise，结果是一样的：

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

f().then(alert); // 1

所以说，async 确保了函数的返回值是一个 promise，也会包装非 promise 的值。很简单是吧？但是还没完。还有一个关键字叫 await，它只在 async 函数中有效，也非常酷。

Await

语法如下：

// 只在 async 函数中有效
let value = await promise;

关键字 await 让 JavaScript 引擎等待直到 promise 完成并返回结果。

这里的例子就是一个 1 秒后解析的 promise：

async function f() {

  let promise = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => resolve("done!"), 1000)
  });

  let result = await promise; // 等待直到 promise 解析 （*）

  alert(result); // "done!"
}

f();

这个函数在执行的时候，「暂停」在了 (*) 那一行，并且当 promise 完成后，拿到 result 作为结果继续往下执行。所以「done!」是在一秒后显示的。

划重点：await 字面的意思就是让 JavaScript 引擎等待直到 promise 状态完成，然后以完成的结果继续执行。这个行为不会耗费 CPU 资源，因为引擎可以同时处理其他任务：执行其他脚本，处理事件等。

相比 promise.then 来获取 promise 结果，这只是一个更优雅的语法，同时也更易书写。

不能在普通函数中使用 await
如果我们尝试在非 async 函数中使用 await 的话，就会报语法错误：

function f() {
  let promise = Promise.resolve(1);
  let result = await promise; // 语法错误
}

如果函数前面没有 async 关键字，我们就会得到一个语法错误。就像前面说的，await 只在 async 函数中有效。

让我们拿 Promises 链那一章的 showAvatar() 例子改写成 async/await 的形式：

用 await 替换掉 .then 的调用
在函数前面加上 async 关键字

async function showAvatar() {

  // 读取 JSON
  let response = await fetch('/article/promise-chaining/user.json');
  let user = await response.json();

  // 读取 github 用户信息
  let githubResponse = await fetch(`https://api.github.com/users/${user.name}`);
  let githubUser = await githubResponse.json();

  // 显示头像
  let img = document.createElement('img');
  img.src = githubUser.avatar_url;
  img.className = "promise-avatar-example";
  document.body.append(img);

  // 等待 3 秒
  await new Promise((resolve, reject) => setTimeout(resolve, 3000));

  img.remove();

  return githubUser;
}

showAvatar();

简洁明了，是吧？比之前可强多了。

await 不能在顶层代码运行
刚开始使用 await 的人常常会忘记 await 不能用在顶层代码中。如，下面这样就不行：


// 用在顶层代码中会报语法错误
let response = await fetch('/article/promise-chaining/user.json');
let user = await response.json();

我们可以将其包裹在一个匿名 async 函数中，如：

(async () => {
  let response = await fetch('/article/promise-chaining/user.json');
  let user = await response.json();
  ...
})();

await 可以接收「thenables」
像 promise.then 那样，await 被允许接收 thenable 对象（具有 then 方法的对象）。有些对象虽然不是 promise，但是却兼容 promise，如果这些对象支持 .then，那么就可以对它们使用 await。

下面是一个 Thenable 类，await 接收了该类的实例：

class Thenable {
  constructor(num) {
    this.num = num;
  }
  then(resolve, reject) {
    alert(resolve);
    // 1 秒后解析为 this.num*2
    setTimeout(() => resolve(this.num * 2), 1000); // (*)
  }
};

async function f() {
  // 等待 1 秒, result 变为 2
  let result = await new Thenable(1);
  alert(result);
}

f();

如果 await 接收了一个非 promise 的但是提供了 .then 方法的对象，它就会调用这个 then 方法，并将原生函数 resolve，reject 作为参数传入。然后 await 等到这两个方法中的某个被调用（在例子中发生在（*）的那一行），再处理得到的结果。

Async methods
如果想定义一个 async 的类方法，在方法前面添加 async 就可以了：

class Waiter {
  async wait() {
    return await Promise.resolve(1);
  }
}

new Waiter()
  .wait()
  .then(alert); // 1

异常处理

如果一个 promise 正常解析，await promise 返回的就是其结果。但是如果 promise 被拒绝，就会抛出一个错误，就像在那一行有个 throw 语句那样。

这里的代码：

async function f() {
  await Promise.reject(new Error("Whoops!"));
}

...和下面是一样的：

async function f() {
  throw new Error("Whoops!");
}

在真实的环境下，promise 被拒绝前通常会等待一段时间。所以 await 会等待，然后抛出一个错误。

我们可以用 try...catch 来捕获上面的错误，就像对一般的 throw 语句那样：

async function f() {

  try {
    let response = await fetch('http://no-such-url');
  } catch(err) {
    alert(err); // TypeError: failed to fetch
  }
}

f();

如果有错误发生，代码就会跳到 catch 块中。当然也可以用 try 包裹多行 await 代码：

async function f() {

  try {
    let response = await fetch('/no-user-here');
    let user = await response.json();
  } catch(err) {
    // 捕获到 fetch 和 response.json 中的错误
    alert(err);
  }
}

f();

如果我们不使用 try...catch，由f() 产生的 promise 就会被拒绝。我们可以在函数调用后添加 .catch 来处理错误：

async function f() {
  let response = await fetch('http://no-such-url');
}

// f() 变为一个被拒绝的 promise
f().catch(alert); // TypeError: failed to fetch // (*)

如果我们忘了添加 .catch，我们就会得到一个未处理的 promise 错误（显示在控制台）。我们可以通过在错误处理与 Promise 章节讲的全局事件处理器来捕获这些。

async/await 和 promise.then/catch
当我们使用 async/await 时，几乎就不会用到 .then 了，因为为我们await 处理了异步等待。并且我们可以用 try...catch 来替代 .catch。这通常更加方便（当然不是绝对的）。

但是当我们在顶层代码，外面并没有任何 async 函数，我们在语法上就不能使用 await 了，所以这时候就可以用 .then/catch 来处理结果和异常。

就像上面代码的 (*) 那行一样。

async/await 可以和 Promise.all 一起使用
当我们需要同时等待多个 promise 时，我们可以用 Promise.all 来包裹他们，然后使用 await：

// 等待多个 promise 结果
let results = await Promise.all([
  fetch(url1),
  fetch(url2),
  ...
 ]);

如果发生错误，也会正常传递：先从失败的 promise 传到 Promise.all，然后变成我们能用 try...catch 处理的异常。

Microtask queue

我们在微任务和事件循环章节讲过，promise 回调是异步执行的。每个 .then/catch/finally 回调首先被放入「微任务队列」然后在当前代码执行完成后被执行。

Async/await 是基于 promise 的，所以它内部使用相同的微任务队列，并且相对宏任务来说具有更高的优先级。

例如，看代码：

setTimeout(handler, 0)，应该以零延迟运行 handler 函数。
let x = await f()，函数 f() 是异步的，但是会立即运行。

那么如果 await 在 setTimeout 下面，哪一个先执行呢？


async function f() {
  return 1;
}

(async () => {
    setTimeout(() => alert('timeout'), 0);

    await f();

    alert('await');
})();

这里很确定：await 总是先完成，因为（作为微任务）它相比 setTimeout 具有更高的优先级。

总结

函数前面的关键字 async 有两个作用：

让这个函数返回一个 promise
允许在函数内部使用 await

这个 await 关键字又让 JavaScript 引擎等待直到 promise 完成，然后：

如果有错误，就会抛出异常，就像那里有一个 throw error 语句一样。
否则，就返回结果，并赋值。

这两个关键字一起用就提供了一个很棒的方式来控制异步代码，并且易于读写。

有了 async/await 我们就几乎不需要使用 promise.then/catch，但是不要忘了它们是基于 promise 的，所以在有些时候（如在最外层代码）我们就可以用 promise 的形式。再有就是 Promise.all 可以帮助我们同时处理多个异步任务。

原文：https://javascript.info/async-await
翻译来自：https://savokiss.com/tech/async-await.html

链接: https://www.fly63.com/article/detial/3746