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「JavaScript基础」深入学习async/await

nanshan 2024-10-05 18:33 15 浏览 0 评论

大家好，前几篇文章我们一起学习了「JavaScript基础」Promise使用指南, 明白了ES6增加的新特性——Promise让我们能够更加优雅的书写回调函数，清楚了Promise有哪些状态，以及如何编写Promise的相关代码。本篇文章，小编将和大家一起学习异步编程的未来——async/await，它会打破你对上篇文章Promise的认知，竟然异步代码还能这么写! 但是别太得意，你需要深入理解Promise后，才能更好的的驾驭async/await，因为async/await是基于Promise的，没有理解Promise，小编强烈建议各位再看看「JavaScript基础」Promise使用指南。如果你一旦掌握了如何使用async/await，就没必要使用Promise了（除非你需要将回调类型的API转换为async/await,你需要使用到Promise)。

关于async / await

  1. 用于编写异步程序
  2. 代码书写方式和同步编码十分相似，因此代码十分简洁易读
  3. 基于Promise
  4. 您可以使用try和catch常规的方法捕获异常
  5. ES8中引入了async/await，目前几乎所有浏览器都已支持这个特性（除了IE和Opera不支持）
  6. 你可以轻松设置断点，调试更容易。

从async开始学起

让我们从async关键字开始吧，这个关键词可以放在函数之前，如下所示：

async function f() { 
 return 1; 
}

在函数之间加上async意味着：函数将返回一个Promise,虽然你的代码里没有显示的生命返回一个Promise,但是编译器会自动将其转换成一个Promise中，不信你可以使用Promise的then语法试试：

async function f() { 
 return 1; 
} 
f().then(alert); // 1

…如果你不放心的话，你可以再代码里明确返回一个Promise,输出结果是相同的。

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

很简单吧，小编之所以说 async/await 是基于Promise是没毛病的，async确保函数返回一个Promise，很简单吧，不仅如此，还有一个关键字await,await只能在async中运行。

等待——await

await的基本语法：

let value=await promise;

该关键字的await的意思就是让JS编译器等待Promise并返回结果。接下来我们看一段简单的示例：

async function f() { 
 let promise = new Promise((resolve, reject) => { 
 setTimeout(() => resolve("done!"), 1000) 
 }); 
 let result = await promise; // wait till the promise resolves (*) 
 alert(result); // "done!" 
} 
f();

函数执行将会在 let result = await promise 这一行暂停，直到Promise返回结果，因此上述代码将会1秒后，在浏览器弹出“done”的提示框。

小编在此强调下：

  • await的字面意思就是让JavaScript等到Promise结束，然后输出结果。这里并不会占用CPU资源，因为引擎可以同时执行其他任务：其他脚本或处理事件。
  • 不能单独使用await，必须在async函数作用域下使用，否则将会报出异常“Error: await is only valid in async function”，比如以下代码：
function f() { 
 let promise = Promise.resolve(1); 
 let result = await promise; // Syntax error 
}

接下来，小编将和大家一起来亲自动手实践以下内容：

  • async与Promise.then的结合使用,依次处理多个执行结果
  • 使用await替代Promise.then，依次处理多个执行结果
  • 同时等待多个执行结果
  • 使用Promise.all收集多个结果
  • 使用try-catch捕获异常
  • 如何处理Promise.all中抛出的错误
  • 使用finally确保函数执行

一起动手之前，确保你安装了Node,NPM相关工具，谷歌浏览器，为了预览代码效果，小编使用 npm install http-server -g 命令快速部署了web服务环境，方便我们运行代码。接下来，我们写一个火箭发射场景的小例子。

async与Promise.then的结合使用,依次处理多个执行结果

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-function-Promise-chain的文件夹
  • 在main.js中用创建第一个返回随机函数的async函数getRandomNumber：
async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}
  • 在创建一个async函数determinReadyToLaunch：如果传入参数大于0.5将返回True
async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}
  • 创建第三个async函数reportResults，如果传入参数为True将进入倒计时发射
async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: '); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}
  • 创建一个main函数，调用getRandomNumber函数，并且通过Promise.then方法相机调用determineReadyToLaunch和reportResults函数
export function main() { 
 console.log('Before Promise created'); 
 getRandomNumber() 
 .then(deteremineReadyToLaunch) 
 .then(reportResults) 
 console.log('After Promise created'); 
}
  • 新建一个html文件引入main.js
<html> 
<script type="module"> 
 import {main} from './main10.js'; 
 main(); 
</script> 
<body> 
</body> 
</html>
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

使用await替代Promise.then，依次处理多个执行结果

上一节，我们使用Promise.then依次处理了多个执行结果，本小节，小编将使用await实现同样的功能，具体操作如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-function-Promise-chain的文件夹
  • 在main.js中用创建第一个返回随机函数的async函数getRandomNumber：
async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}
  • 在创建一个async函数determinReadyToLaunch：如果传入参数大于0.5将返回True
async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}
  • 创建第三个async函数reportResults，如果传入参数为True将进入倒计时发射
async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: '); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}
  • 创建一个main函数，调用getRandomNumber函数，并且通过Promise.then方法相机调用determineReadyToLaunch和reportResults函数
export async function main() { 
 const randomNumber = await getRandomNumber(); 
 const ready = await deteremineReadyToLaunch(randomNumber); 
 await reportResults(ready); 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

同时等待多个执行结果

有时候我们需要同时启动多个异步，无需依次等待结果消耗时间，接下来的例子可以使用await 同时启动和等待多个结果。

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个await-concurrently的文件夹
  • 创建三个函数功能checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用来记录信息时，这三个函数都返回一个Promise，示例代码如下：
function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('engine check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('flight plan check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('navigation system check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个async 的main函数调用上一步创建函数。将每个返回的值分配给局部变量。然后等待Promise的结果，并输出结果：
 export async function main() { 
 const enginePromise = checkEngines(); 
 const flighPlanPromise = checkFlightPlan(); 
 const navSystemPromise = checkNavigationSystem(); 
 const enginesOk = await enginePromise; 
 const flighPlanOk = await flighPlanPromise; 
 const navigationOk = await navSystemPromise; 
 if (enginesOk && flighPlanOk && navigationOk) { 
 console.log('All systems go, ready to launch: '); 
 } else { 
 console.error('Abort the launch: '); 
 if (!enginesOk) { 
 console.error('engines not ready'); 
 } 
 if (flighPlanOk) { 
 console.error('error found in flight plan'); 
 } 
 if (navigationOk) { 
 console.error('error found in navigation systems'); 
 } 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

使用Promise.all收集多个结果

在上一小节中，我们一起学习了如何触发多个异步并等待多个异步结果。上一节我们只使用了asyc/ await，本节小编和大家一起使用Promise.all来收集多个异步的结果，在某些情况下，尽量使用Promise相关的API，具体的代码如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹

创建三个函数功能checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用来记录信息时，这三个函数都返回一个Promise，示例代码如下：

function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('engine check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('flight plan check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('navigation system check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个async 的main函数调用上一步创建函数。使用Promise.all收集多个结果，将结果返回给变量，代码实现如下：
export async function main() { 
 const prelaunchChecks = [ 
 checkEngines(), 
 checkFlightPlan(), 
 checkNavigationSystem() 
 ]; 
 const checkResults = await Promise.all(prelaunchChecks); 
 const readyToLaunch = checkResults.reduce((acc, curr) => acc && 
 curr); 
 if (readyToLaunch) { 
 console.log('All systems go, ready to launch: '); 
 } else { 
 console.error('Something went wrong, abort the launch: '); 
 } } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

Promise.all接收多个promise的数组，并整体返回一个Promise,如果和上一小节的代码进行比较，代码量少了不少，但是也有个问题，不能返回是哪一步失败。

使用try-catch捕获异常

并非所有的async都能成功返回，我们需要能够处理程序的异常，在本小节中，你将会看到如何使用try-catch捕获async函数引发的错误,具体操作的流程如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个async-errors-try-catch的文件夹
  • 创建一个抛出错误的async函数addBoosters
async function addBoosters() { 
 throw new Error('Unable to add Boosters'); 
}
  • 创建一个async函数，performGuidanceDiagnostic它也会抛出一个错误：
async function performGuidanceDiagnostic (rocket) { 
 throw new Error('Unable to finish guidance diagnostic')); 
}
  • 创建一个async的main函数调用函数addBosters与performGuidanceDiagnostic ，使用try-catch处理错误：
 export async function main() { 
 console.log('Before Check'); 
 try { 
 await addBosters(); 
 await performGuidanceDiagnostic(); 
 } catch (e) { 
 console.error(e); 
 } 
} 
console.log('After Check');
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

从输出看出，我们使用我们熟悉的try-catch捕获到了异常，如果第一个发生异常，第二个就不会执行，同时将会记录到发生的异常，并输出到控制台，在下一小节，我们一起将学习到如何使用try-catch捕获同时运行多个异步操作的异常。

如何处理Promise.all中抛出的错误

在上面的小节中，我们使用了Promise.all来收集多个异步的执行结果。在收集错误状态，Promise.all更有趣。通常，我们在处理多个错误时，同时显示多个错误信息，我们必须编写相关的业务逻辑。但是，在这小节，你将会使用Promise.all和try-catch捕获异常，无需编写复杂的布尔逻辑处理业务,具体如何实现示例如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹
  • 创建三个async功能checkEngines，checkFlightPlan以及checkNavigationSystem函数用来记录信息时，返回Promise，一个成功的值的信息和一个失败值的信息：
function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('engine check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('flight plan check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve) { 
 setTimeout(function() { 
 console.log('navigation system check completed'); 
 resolve(Math.random() < 0.9) 
 }, 450) 
 }); 
}

创建一个async的main函数调用每个在上一步中创建的功能函数。等待结果，捕获并记录引发的任何错误。如果没有抛出错误，则记录成功：

 export async function main() { 
 try { 
 const prelaunchChecks = [ 
 checkEngines, 
 checkFlightPlan, 
 checkNavigationSystem 
 ]; 
 await Promise.all(prelauchCheck.map((check) => check()); 
 console.log('All systems go, ready to launch: '); 
 } catch (e) { 
 console.error('Aborting launch: '); 
 console.error(e); 
 } 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

Promise.all返回一个Promise，当await在错误状态下，会抛出异常。三个异步promise同时执行，如果其中一个或多个错误得到满足，则会抛出一个或多个错误；

你会发现只有一个错误会被记录下来，与同步代码一样，我们的代码可能会抛出多个异常，但只有一会被catch块捕获并记录。

使用finally确保函数执行

错误处理可能会变得相当复杂。有些情况，其中您希望错误继续冒泡调用堆栈以便执行其它更高级别处理。在这些情况下，您可能还需要执行一些清理任务。本小节，你将了解如何使用finally以确保执行某些代码，而不管错误状态如何,具体如何实现示例如下：

  • 通过控制台命令切换至工作区
  • 创建一个Promise-all-collect-concurrently的文件夹
  • 创建三个async功能checkEngines，checkFlightPlan以及checkNavigationSystem函数用来记录信息时，返回Promise，一个成功的值的信息和一个失败值的信息：
function checkEngines() { 
 console.log('checking engine'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
 if (Math.random() > 0.5) { 
 reject(new Error('Engine check failed')); 
 } else { 
 console.log('Engine check completed'); 
 resolve(); 
 } 
 }, 250) 
 }); 
} 
function checkFlightPlan() { 
 console.log('checking flight plan'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
 if (Math.random() > 0.5) { 
 reject(new Error('Flight plan check failed')); 
 } else { 
 console.log('Flight plan check completed'); 
 resolve(); 
 } 
 }, 350) 
 }); 
} 
function checkNavigationSystem() { 
 console.log('checking navigation system'); 
 return new Promise(function (resolve, reject) { 
 setTimeout(function () { 
 if (Math.random() > 0.5) { 
 reject(new Error('Navigation system check failed')); 
 } else { 
 console.log('Navigation system check completed'); 
 resolve(); 
 } 
 }, 450) 
 }); 
}
  • 创建一个asyncperformCheck函数，调用上一步中创建的每个函数。等待结果，并用于finally记录完整的消息：
async function performChecks() { 
 console.log('Starting Pre-Launch Checks'); 
 try { 
 const prelaunchChecks = [ 
 checkEngines, 
 checkFlightPlan, 
 checkNavigationSystem 
 ]; 
 return Promise.all(prelauchCheck.map((check) => check()); 
 } finally { 
 console.log('Completed Pre-Launch Checks'); 
 } 
 }
  • 创建一个async的main函数调该函数performChecks。等待结果，捕获并记录引发的错误。
export async function main() { 
 try { 
 await performChecks(); 
 console.log('All systems go, ready to launch: '); 
 } catch (e) { 
 console.error('Aborting launch: '); 
 console.error(e); 
 } 
}
  • 在工作区域运行 http-server 命令，你将会看到如下输出

与上一小节一样，错误在main函数中进行捕获，由于finally的存在，让我清楚的知道performChecks确保执行输出已完成。你可以设想，处理错误是一个重要的任务，并且async/await允许我们使用try/catch的相同方式处理异步和同步代码的错误，大大简化了我们处理错误的工作量，让代码更加简洁。

用async/await改写上篇文章Promise的例子

上篇文章「JavaScript基础」Promise使用指南的最后，我们使用Promise的方法改写了基于回调的例子，本文的最后，我们将用今天学到的内容 async/await改写这个例子， 如何实现呢，代码如下：

const fs = require('fs'); 
const path = require('path'); 
const postsUrl = path.join(__dirname, 'db/posts.json'); 
const commentsUrl = path.join(__dirname, 'db/comments.json'); 
//return the data from our file 
function loadCollection(url) { 
 return new Promise(function(resolve, reject) { 
 fs.readFile(url, 'utf8', function(error, data) { 
 if (error) { 
 reject('error'); 
 } else { 
 resolve(JSON.parse(data)); 
 } 
 }); 
 }); 
} 
//return an object by id 
function getRecord(collection, id) { 
 return new Promise(function(resolve, reject) { 
 const data = collection.find(function(element){ 
 return element.id == id; 
 }); 
 resolve(data); 
 }); 
} 
//return an array of comments for a post 
function getCommentsByPost(comments, postId) { 
 return comments.filter(function(comment){ 
 return comment.postId == postId; 
 }); 
} 
async function getPost(){ 
 try { 
 const posts = await loadCollection(postsUrl); 
 const post = await getRecord(posts, "001"); 
 const comments = await loadCollection(commentsUrl); 
 const postComments = await getCommentsByPost(comments, post.id); 
 console.log(post); 
 console.log(postComments); 
 } catch (error) { 
 console.log(error); 
 } 
} 
getPost();

和Promise的方式相比，async/await 的实现方式是不是更直观更容易理解呢，让我几乎能用同步的方式编写异步代码。

结束语

本节内容就介绍到这里，我们学会了如何使用 async/await 的使用，并且学会了如何与Promise相关API进行结合，async/await 让我们以同步的方式更容易的编写异步代码，大大降低了编写异步函数的难度。

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