面试官：异步的终极解决方案：async/await

[linwu-hi]

异步的终极解决方案：async/await

1. 背景

在深入讨论 async/await 之前，我们需要了解一下 JavaScript 的单线程和非阻塞的特性。JavaScript 是单线程的，也就是说在任何给定的时间点，只能执行一个操作。然而，对于需要大量时间的操作（例如从服务器获取数据），如果没有适当的管理机制，这种单线程特性可能会导致应用程序的阻塞。为了解决这个问题，JavaScript 引入了回调函数和后来的 Promise，用来管理这些异步操作。

然而，回调函数和 Promise 还是存在一些问题。回调函数很容易导致 "回调地狱"，因为每个异步操作都需要一个回调函数，如果有很多这样的操作，代码就会变得非常混乱。Promise 解决了这个问题，让异步代码更加直观，但是，Promise 的链式调用有时候还是显得不够直观。

为了结合Promise和生成器的优势，Async/await在ECMAScript 2017（ES8）中被引入。它通过async函数和await表达式提供了一种更加直观和简洁的方式来编写异步代码，消除了回调函数和手动管理Promise的需要。

2. 使用方法

Async/await的使用方法非常简单明了，主要涉及两个关键字：async和await。

• async关键字：用于声明一个async函数，它返回一个Promise对象。在async函数内部，我们可以使用await关键字来暂停函数的执行，等待一个异步操作的完成，并获得其结果。在这个过程中，async函数会暂时释放线程的控制权，使其他代码可以继续执行。

• await关键字：用于暂停async函数的执行，等待一个Promise对象的完成，并返回其解析的值。它只能在async函数内部使用。当使用await表达式时，代码的执行会暂停，直到Promise对象被解析或拒绝。

下面是一个示例，展示了Async/await的使用方法：

async function getData() {
  try {
    const response = await fetch('https://api.example.com/data');
    const data = await response.json();
    return data;
  } catch (error) {
    console.error('Error:', error);
    throw error;
  }
}

getData()
  .then(data => console.log('Data:', data))
  .catch(error => console.error('Error:', error));

在上面的示例中，getData函数是一个async函数，它等待fetch函数返回的Promise对象，并使用await关键字获取响应的数据。最后，我们使用.then方法处理返回的数据，或使用.catch方法处理可能发生的错误。

3. 实现原理

Async/Await 的实现原理其实就是 Generator + Promise。我们知道 Generator 可以在 yield 关键字处暂停和恢复执行，Promise 可以处理异步操作，两者结合在一起，就可以实现一个类似于 async/await 的功能。

function promiseFn() {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(() => {
            resolve('promise resolved');
        }, 2000);
    });
}
function* genFn() {
    let result = yield promiseFn();
    console.log(result);
}
function asyncToGenerator(generator) {
    let gen = generator();
    return new Promise((resolve, reject) => {
        function step(key, arg) {
            let result;
            try {
                result = gen[key](arg);
            } catch (error) {
                return reject(error);
            }
            const { value, done } = result;
            if (done) {
                return resolve(value);
            } else {
                return Promise.resolve(value).then(val => {
                    step('next', val);
                }, err => {
                    step('throw', err);
                });
            }
        }
        step('next');
    });
}
asyncToGenerator(genFn);

在上述代码中，我们首先创建了一个 promiseFn 函数，该函数返回一个在 2 秒后解析的 Promise。然后，我们创建了一个 Generator 函数 genFn，在该函数内部，我们使用 yield 关键字暂停执行并等待 promiseFn 的结果。最后，我们创建了一个 asyncToGenerator 函数，该函数接受一个 Generator 函数作为参数，并返回一个新的 Promise，这个 Promise 的解析值就是 Generator 函数的返回值。

4. 参考资料

• MDN Web Docs: Async functions
• MDN Web Docs: await