async 函數的含義和用法

本文是《深入掌握 ECMAScript 6 異步編程》系列文章的最后一篇。

一、終極解決

異步操作是 JavaScript 編程的麻煩事，麻煩到一直有人提出各種各樣的方案，試圖解決這個問題。

從最早的回調函數，到 Promise 對象，再到 Generator 函數，每次都有所改進，但又讓人覺得不徹底。它們都有額外的復雜性，都需要理解抽象的底層運行機制。

異步I/O不就是讀取一個文件嗎，干嘛要搞得這么復雜？ 異步編程的最高境界，就是根本不用關心它是不是異步。

async 函數就是隧道盡頭的亮光，很多人認為它是異步操作的終極解決方案。

二、async 函數是什么？

一句話，async 函數就是 Generator 函數的語法糖。

前文有一個 Generator 函數，依次讀取兩個文件。

var fs = require('fs');

var readFile = function (fileName){
  return new Promise(function (resolve, reject){
    fs.readFile(fileName, function(error, data){
      if (error) reject(error);
      resolve(data);
    });
  });
};

var gen = function* (){
  var f1 = yield readFile('/etc/fstab');
  var f2 = yield readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

寫成 async 函數，就是下面這樣。

var asyncReadFile = async function (){
  var f1 = await readFile('/etc/fstab');
  var f2 = await readFile('/etc/shells');
  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

一比較就會發現，async 函數就是將 Generator 函數的星號（*）替換成 async，將 yield 替換成 await，僅此而已。

三、async 函數的優點

async 函數對 Generator 函數的改進，體現在以下三點。

（1）內置執行器。Generator 函數的執行必須靠執行器，所以才有了 co 函數庫，而 async 函數自帶執行器。也就是說，async 函數的執行，與普通函數一模一樣，只要一行。

var result = asyncReadFile();

（2）更好的語義。async 和 await，比起星號和 yield，語義更清楚了。async 表示函數里有異步操作，await 表示緊跟在后面的表達式需要等待結果。

（3）更廣的適用性。co 函數庫約定，yield 命令后面只能是 Thunk 函數或 Promise 對象，而 async 函數的 await 命令后面，可以跟 Promise 對象和原始類型的值（數值、字符串和布爾值，但這時等同于同步操作）。

四、async 函數的實現

async 函數的實現，就是將 Generator 函數和自動執行器，包裝在一個函數里。

async function fn(args){
  // ...
}

// 等同于

function fn(args){ 
  return spawn(function*() {
    // ...
  }); 
}

所有的 async 函數都可以寫成上面的第二種形式，其中的 spawn 函數就是自動執行器。

下面給出 spawn 函數的實現，基本就是前文自動執行器的翻版。

function spawn(genF) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    var gen = genF();
    function step(nextF) {
      try {
        var next = nextF();
      } catch(e) {
        return reject(e); 
      }
      if(next.done) {
        return resolve(next.value);
      } 
      Promise.resolve(next.value).then(function(v) {
        step(function() { return gen.next(v); });      
      }, function(e) {
        step(function() { return gen.throw(e); });
      });
    }
    step(function() { return gen.next(undefined); });
  });
}

async 函數是非常新的語法功能，新到都不屬于 ES6，而是屬于 ES7。目前，它仍處于提案階段，但是轉碼器 Babel 和 regenerator 都已經支持，轉碼后就能使用。

五、async 函數的用法

同 Generator 函數一樣，async 函數返回一個 Promise 對象，可以使用 then 方法添加回調函數。當函數執行的時候，一旦遇到 await 就會先返回，等到觸發的異步操作完成，再接著執行函數體內后面的語句。

下面是一個例子。

async function getStockPriceByName(name) {
  var symbol = await getStockSymbol(name);
  var stockPrice = await getStockPrice(symbol);
  return stockPrice;
}

getStockPriceByName('goog').then(function (result){
  console.log(result);
});

上面代碼是一個獲取股票報價的函數，函數前面的async關鍵字，表明該函數內部有異步操作。調用該函數時，會立即返回一個Promise對象。

下面的例子，指定多少毫秒后輸出一個值。

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, ms);
  });
}

async function asyncPrint(value, ms) {
  await timeout(ms);
  console.log(value)
}

asyncPrint('hello world', 50);

上面代碼指定50毫秒以后，輸出"hello world"。

六、注意點

await 命令后面的 Promise 對象，運行結果可能是 rejected，所以最好把 await 命令放在 try...catch 代碼塊中。

async function myFunction() {
  try {
    await somethingThatReturnsAPromise();
  } catch (err) {
    console.log(err);
  }
}

// 另一種寫法

async function myFunction() {
  await somethingThatReturnsAPromise().catch(function (err){
    console.log(err);
  };
}

await 命令只能用在 async 函數之中，如果用在普通函數，就會報錯。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];

  // 報錯
  docs.forEach(function (doc) {
    await db.post(doc);
  });
}

上面代碼會報錯，因為 await 用在普通函數之中了。但是，如果將 forEach 方法的參數改成 async 函數，也有問題。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];

  // 可能得到錯誤結果
  docs.forEach(async function (doc) {
    await db.post(doc);
  });
}

上面代碼可能不會正常工作，原因是這時三個 db.post 操作將是并發執行，也就是同時執行，而不是繼發執行。正確的寫法是采用 for 循環。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];

  for (let doc of docs) {
    await db.post(doc);
  }
}

如果確實希望多個請求并發執行，可以使用 Promise.all 方法。

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];
  let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));

  let results = await Promise.all(promises);
  console.log(results);
}

// 或者使用下面的寫法

async function dbFuc(db) {
  let docs = [{}, {}, {}];
  let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));

  let results = [];
  for (let promise of promises) {
    results.push(await promise);
  }
  console.log(results);
}

（完）