async/await应知应会

前端迷

发布于 2019-07-08 10:22:26

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发布于 2019-07-08 10:22:26

文章被收录于专栏：前端迷

async/await 是在 ES7 版本中引入的，它对于 JavaScript 中的异步编程而言是一个巨大的提升。它可以让我们以同步的方式处理异步的流程，同时不会阻塞主线程。但是，想要用好这一特性，可能需要动点脑筋。本文中，我们将从不同的角度探讨 async/await，同时会展示如何正确和高效的使用它们。

async/await 的优点

async/await带给我们最大的一个好处就是同步的编程风格。让我们看一个例子：

// async/await
async getBooksByAuthorWithAwait(authorId) {
    const books = await bookModel.fetchAll();  
    return books.filter(b => b.authorId === authorId);
}
// promise
getBooksByAuthorWithPromise(authorId) { 
    return bookModel.fetchAll()
        .then(books => books.filter(b => b.authorId === authorId));
}

很明显，async/await 的版本比 promise 的版本更加的易于理解。如果你忽略 await 关键字，这段代码看起来就像任何其他的同步式语言（比如说 Python）。

不仅仅是可读性，async/await 有浏览器的原生支持。到今天为止，所有主流浏览器都支持 async 函数。

所有主流浏览器都支持 async 函数。（图片来源：https://caniuse.com/）

原生支持意味着你不需要编译代码。更重要的是，这个将有助于调试。当你在 async 方法的入口打一个断点并且步进到 await 这一行的时候，你将会看到调试器在 bookModel.fetchAll() 这个函数执行的时候等待了一会儿，然后才会走到接下来的 .filter 这一行！和 promise 的示例比较起来，这个容易多了，因为你必须在 .filter 这一行再打一个断点。

调试 async 函数。调试器会在 await 这一行等待执行完成然后才会移动到下一行。

另一个不那么明显的好处就是 async 关键字。它声明了 getBooksByAuthorWithAwait() 方法返回的是一个 promise，因此调用者可以像 getBooksByAuthorWithAwait().then(...) 或者 await getBooksByAuthorWithAwait() 这样安全的调用。看一下这个例子（不好的实践）：

getBooksByAuthorWithPromise(authorId) {  
    if (!authorId) {    return null;  }  
    return bookModel.fetchAll()    
        .then(books => books.filter(b => b.authorId === authorId));
}

在上面的代码中，getBooksByAuthorWithPromise 可能返回一个 promise （正常情况下）或者 null （特殊情况下），返回 null 的时候调用者不能安全的调用 .then() 。使用 async 进行声明的时候，这个问题就不会存在了。

Async/await 可能会产生误导

一些文章把 async/await 和 Promise 进行了比较，同时说它是 JavaScript 异步编程演变过程中的下一代解决方案，对此我不敢苟同。Async/await 是一个提升，但它仅仅是一个语法糖，它将不会完全的改变我们的编程风格。

实质上，async 函数仍然是 promise。你必须理解 promises 之后才能正确的使用 async 函数，更糟糕的是，大多数情况下你必须同时使用 promises 和 async 函数。

思考一下上面例子中使用到的 getBooksByAuthorWithAwait() 和 getBooksByAuthorWithPromises() 。请注意，它们不仅是有相同的功能，同时也有相同的接口。

这意味着如果你直接 getBooksByAuthorWithAwait() 的话，将会返回一个 promise。

当然，这并不是一件不好的事情。只有 await 给人们的一种感觉，“很棒，这个可以将异步的函数转换成同步的函数”，这个才是错误的。

Async/await 的陷阱

那么在使用 async/await 的过程中会犯哪些错误呢？这里有一些比较常见的例子。

过于线性化

虽然 await 能够使你的代码看起来像同步代码一样，但是一定要记住这些代码仍然是以异步的方式执行的，注意不要使代码过于线性化。

async getBooksAndAuthor(authorId) {  
    const books = await bookModel.fetchAll();  
    const author = await authorModel.fetch(authorId);  
    return {    
        author,    
        books: books.filter(book => book.authorId === authorId),  
    };
}

这段代码看起来逻辑上没有问题。然而是不正确的。

await bookModel.fetchAll() 将会等待 fetchAll() 执行完。
然后 await authorModel.fetch(authorId) 才会被执行

注意， authorModel.fetch(authorId) 并不依赖 bookModel.fetchAll() 的结果，实际上他们可以并行执行。然而，由于使用了 await 这两次调用就变成了串行的了，花费的总时间将会远超并行的方式。

以下是正确的使用方式：

async getBooksAndAuthor(authorId) {  
    const bookPromise = bookModel.fetchAll();  
    const authorPromise = authorModel.fetch(authorId);  
    const book = await bookPromise;  
    const author = await authorPromise;  
    return {    
        author,    
        books: books.filter(book => book.authorId === authorId),  
    };
}

或者更复杂的情况下，如果你想依次请求一个列表的内容，你必须依赖 promises：

async getAuthors(authorIds) {  
    // WRONG, this will cause sequential calls 
    // const authors = _.map(  
    //   authorIds,  
    //   id => await authorModel.fetch(id));
// CORRECT  
    const promises = _.map(authorIds, id => authorModel.fetch(id));  
    const authors = await Promise.all(promises);
}

简而言之，你必须把这个工作流程看成是异步的，然后再尝试使用 await 以同步的方式去编写代码。在复杂的流程下面，直接使用 promises 可能会更简单。

错误处理

使用 promises 的情况下，一个异步函数会返回两种可能的值：resolved 和 rejected。我们可以使用 .then()来处理正常的情况 .catch() 处理异常情况。然而对于 async/await 来说，异常处理可能会有点诡异。

try...catch

最标准的（也是我推荐的）处理方式是使用 try...catch 表达式。当 await 一个函数调用的时候，任何 rejected 的值都会以异常的形式抛出来。这里有个例子：

class BookModel {  
    fetchAll() {    
        return new Promise((resolve, reject) => {      
            window.setTimeout(() => { 
                reject({'error': 400}) 
            }, 1000);    
        });  
    }
}
// async/await
async getBooksByAuthorWithAwait(authorId) {
    try {  
        const books = await bookModel.fetchAll();
    } catch (error) {  
        console.log(error);    // { "error": 400 }
    }
}

被捕获的错误就是 rejected 的值。在我们捕获这个异常之后，我们有很多方式来处理它：

处理掉这个异常，然后返回一个正常的值。（没有在 catch 块中使用任何 return 表达式等价于使用 return undefined ；同时，返回的仍是一个 resolved 的值。）
抛出这个异常，如果你希望调用者去处理它。你可以直接抛出原始的错误对象，例如 throw error; ，这种方式允许你以 promise 链式的方式使用 async getBooksByAuthorWithAwait() 方法（列如，你仍然可以像 getBooksByAuthorWithAwait().then(...).catch(error => ...) 这样调用它）；或者，你可以使用 Error 对象包装错误对象，例如， throw new Error(error) ，使用这种方式可以在控制台中展示所有的调用栈记录。
使用 Reject，例如， return Promise.reject(error) ，这个方式等价于 throw error ，因此不推荐使用这种方式。

使用 try...catch 的优点有以下这些：

简单，传统。只要你有其他语言的经验，例如 C++ 或 Java，理解这种处理方式将不会有任何困难。
你可以将多个 await 调用包装在一个 try...catch 块中来集中处理所有错误，如果每一步的错误处理非必要的话。

这种处理方式有一个缺陷。由于 try...catch 将会捕获这个代码块中的所有异常，一些其他通常不会被 promises 捕获的异常也会被捕获住。考虑一下这个例子：

class BookModel {  
    fetchAll() {    
        cb();    // note `cb` is undefined and will result an exception    
        return fetch('/books');  
    }
}
try {  
    bookModel.fetchAll();
} catch(error) {  
    console.log(error);  // This will print "cb is not defined"
}

执行这段代码你将会在控制台中得到一个错误： ReferenceError: cb is not defined ，这些文字是黑色的。这个错误是 console.log() 打印出来的而不是 JavaScript 自身。某些时候这将会是致命的：如果 BookModel 被一系列函数调用深深地封闭起来了，同时，其中某一个调用将这个错误处理掉了，这时候就很难像这样去发现这个错误了。

使函数同时返回两个值

另外一个错误处理的方式是由 Go 语言启发的。它允许 async 函数同时返回错误的值和正常的值。可以从下面这个博客中了解到更详细的的介绍：

How to write async await without try-catch blocks in Javascript *ES7 Async/await allows us as developers to write asynchronous JS code that look synchronous. In current JS version we…*blog.grossman.io

简而言之，你能够像下面这样使用 async 函数：

[err, user] = await to(UserModel.findById(1));

我个人并不喜欢这种处理方式，因为它把 Go 语言的编程风格带到了 JavaScript 中，这样显得不自然，但是在某些情况下这种方式会很有用。

使用 .catch

我要介绍的最后一种处理方式是仍然使用 .catch()。

回忆一下 await 的功能：它会等待一个 promise 完成它的任务。同时请回忆一下， promise.catch() 也会返回一个 promise！因此我们可以像下面这样处理错误处理的方式：

// books === undefined if error happens,
// since nothing returned in the catch statement
let books = await bookModel.fetchAll()  
	.catch((error) => { 
        console.log(error); 
    });

这种处理方式有两个次要的问题：