「JavaScript基礎」一份詳盡的 async/await 使用指南

大家好，前幾篇文章我們一起學習了「JAVAScript基礎」Promise使用指南, 明白了ES6增加的新特性——Promise讓我們能夠更加優雅的書寫回調函數，清楚了Promise有哪些狀態，以及如何編寫Promise的相關代碼。本篇文章，小編將和大家一起學習異步編程的未來——async/await，它會打破你對上篇文章Promise的認知，竟然異步代碼還能這么寫! 但是別太得意，你需要深入理解Promise后，才能更好的的駕馭async/await，因為async/await是基于Promise的，沒有理解Promise，小編強烈建議各位再看看「JavaScript基礎」Promise使用指南。如果你一旦掌握了如何使用async/await，就沒必要使用Promise了（除非你需要將回調類型的API轉換為async/await,你需要使用到Promise)。

關于async / await

用于編寫異步程序
代碼書寫方式和同步編碼十分相似，因此代碼十分簡潔易讀
基于Promise
您可以使用try和catch常規的方法捕獲異常
ES8中引入了async/await，目前幾乎所有瀏覽器都已支持這個特性（除了IE和Opera不支持）
你可以輕松設置斷點，調試更容易。

從async開始學起

讓我們從async關鍵字開始吧，這個關鍵詞可以放在函數之前，如下所示：

async function f() { 
 return 1; 
}

在函數之間加上async意味著：函數將返回一個Promise,雖然你的代碼里沒有顯示的生命返回一個Promise,但是編譯器會自動將其轉換成一個Promise中，不信你可以使用Promise的then語法試試：

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

…如果你不放心的話，你可以再代碼里明確返回一個Promise,輸出結果是相同的。

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

很簡單吧，小編之所以說 async/await 是基于Promise是沒毛病的，async確保函數返回一個Promise，很簡單吧，不僅如此，還有一個關鍵字await,await只能在async中運行。

等待——await

await的基本語法：

let value=await promise;

該關鍵字的await的意思就是讓JS編譯器等待Promise并返回結果。接下來我們看一段簡單的示例：

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();

函數執行將會在 let result = await promise 這一行暫停，直到Promise返回結果，因此上述代碼將會1秒后，在瀏覽器彈出“done”的提示框。

小編在此強調下：

await的字面意思就是讓JavaScript等到Promise結束，然后輸出結果。這里并不會占用CPU資源，因為引擎可以同時執行其他任務：其他腳本或處理事件。
不能單獨使用await，必須在async函數作用域下使用，否則將會報出異常“Error: await is only valid in async function”，比如以下代碼：

function f() { 
 let promise = Promise.resolve(1); 
 let result = await promise; // Syntax error 
}

接下來，小編將和大家一起來親自動手實踐以下內容：

async與Promise.then的結合使用,依次處理多個執行結果
使用await替代Promise.then，依次處理多個執行結果
同時等待多個執行結果
使用Promise.all收集多個結果
使用try-catch捕獲異常
如何處理Promise.all中拋出的錯誤
使用finally確保函數執行

一起動手之前，確保你安裝了Node,NPM相關工具，谷歌瀏覽器，為了預覽代碼效果，小編使用 npm install http-server -g 命令快速部署了web服務環境，方便我們運行代碼。接下來，我們寫一個火箭發射場景的小例子。

async與Promise.then的結合使用,依次處理多個執行結果

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個async-function-Promise-chain的文件夾
在main.js中用創建第一個返回隨機函數的async函數getRandomNumber：

async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}

在創建一個async函數determinReadyToLaunch：如果傳入參數大于0.5將返回True

async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}

創建第三個async函數reportResults，如果傳入參數為True將進入倒計時發射

async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: '); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}

創建一個main函數，調用getRandomNumber函數，并且通過Promise.then方法相機調用determineReadyToLaunch和reportResults函數

export function main() { 
 console.log('Before Promise created'); 
 getRandomNumber() 
 .then(deteremineReadyToLaunch) 
 .then(reportResults) 
 console.log('After Promise created'); 
}

新建一個html文件引入main.js

<html> 
<script type="module"> 
 import {main} from './main10.js'; 
 main(); 
</script> 
<body> 
</body> 
</html>

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

使用await替代Promise.then，依次處理多個執行結果

上一節，我們使用Promise.then依次處理了多個執行結果，本小節，小編將使用await實現同樣的功能，具體操作如下：

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個async-function-Promise-chain的文件夾
在main.js中用創建第一個返回隨機函數的async函數getRandomNumber：

async function getRandomNumber() { 
 console.log('Getting random number.'); 
 return Math.random(); 
}

在創建一個async函數determinReadyToLaunch：如果傳入參數大于0.5將返回True

async function deteremineReadyToLaunch(percentage) { 
 console.log('Determining Ready to launch.'); 
 return percentage>0.5; 
}

創建第三個async函數reportResults，如果傳入參數為True將進入倒計時發射

async function reportResults(isReadyToLaunch) { 
 if (isReadyToLaunch) { 
 console.log('Rocket ready to launch. Initiate countdown: '); 
 } else { 
 console.error('Rocket not ready. Abort mission: '); 
 } 
}

創建一個main函數，調用getRandomNumber函數，并且通過Promise.then方法相機調用determineReadyToLaunch和reportResults函數

export async function main() { 
 const randomNumber = await getRandomNumber(); 
 const ready = await deteremineReadyToLaunch(randomNumber); 
 await reportResults(ready); 
}

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

同時等待多個執行結果

有時候我們需要同時啟動多個異步，無需依次等待結果消耗時間，接下來的例子可以使用await 同時啟動和等待多個結果。

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個await-concurrently的文件夾
創建三個函數功能checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用來記錄信息時，這三個函數都返回一個Promise，示例代碼如下：

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) 
 }); 
}

創建一個async 的main函數調用上一步創建函數。將每個返回的值分配給局部變量。然后等待Promise的結果，并輸出結果：

 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'); 
 } 
 } 
}

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

使用Promise.all收集多個結果

在上一小節中，我們一起學習了如何觸發多個異步并等待多個異步結果。上一節我們只使用了asyc/ await，本節小編和大家一起使用Promise.all來收集多個異步的結果，在某些情況下，盡量使用Promise相關的API，具體的代碼如下：

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個Promise-all-collect-concurrently的文件夾

創建三個函數功能checkEngines，checkFlightPlan，和checkNavigationSystem用來記錄信息時，這三個函數都返回一個Promise，示例代碼如下：

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) 
 }); 
}

創建一個async 的main函數調用上一步創建函數。使用Promise.all收集多個結果，將結果返回給變量，代碼實現如下：

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: '); 
 } } 
}

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

Promise.all接收多個promise的數組，并整體返回一個Promise,如果和上一小節的代碼進行比較，代碼量少了不少，但是也有個問題，不能返回是哪一步失敗。

使用try-catch捕獲異常

并非所有的async都能成功返回，我們需要能夠處理程序的異常，在本小節中，你將會看到如何使用try-catch捕獲async函數引發的錯誤,具體操作的流程如下：

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個async-errors-try-catch的文件夾
創建一個拋出錯誤的async函數addBoosters

async function addBoosters() { 
 throw new Error('Unable to add Boosters'); 
}

創建一個async函數，performGuidanceDiagnostic它也會拋出一個錯誤：

async function performGuidanceDiagnostic (rocket) { 
 throw new Error('Unable to finish guidance diagnostic')); 
}

創建一個async的main函數調用函數addBosters與performGuidanceDiagnostic ，使用try-catch處理錯誤：

 export async function main() { 
 console.log('Before Check'); 
 try { 
 await addBosters(); 
 await performGuidanceDiagnostic(); 
 } catch (e) { 
 console.error(e); 
 } 
} 
console.log('After Check');

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

從輸出看出，我們使用我們熟悉的try-catch捕獲到了異常，如果第一個發生異常，第二個就不會執行，同時將會記錄到發生的異常，并輸出到控制臺，在下一小節，我們一起將學習到如何使用try-catch捕獲同時運行多個異步操作的異常。

如何處理Promise.all中拋出的錯誤

在上面的小節中，我們使用了Promise.all來收集多個異步的執行結果。在收集錯誤狀態，Promise.all更有趣。通常，我們在處理多個錯誤時，同時顯示多個錯誤信息，我們必須編寫相關的業務邏輯。但是，在這小節，你將會使用Promise.all和try-catch捕獲異常，無需編寫復雜的布爾邏輯處理業務,具體如何實現示例如下：

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個Promise-all-collect-concurrently的文件夾
創建三個async功能checkEngines，checkFlightPlan以及checkNavigationSystem函數用來記錄信息時，返回Promise，一個成功的值的信息和一個失敗值的信息：

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) 
 }); 
}

創建一個async的main函數調用每個在上一步中創建的功能函數。等待結果，捕獲并記錄引發的任何錯誤。如果沒有拋出錯誤，則記錄成功：

 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); 
 } 
 } 
}

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

Promise.all返回一個Promise，當await在錯誤狀態下，會拋出異常。三個異步promise同時執行，如果其中一個或多個錯誤得到滿足，則會拋出一個或多個錯誤；

你會發現只有一個錯誤會被記錄下來，與同步代碼一樣，我們的代碼可能會拋出多個異常，但只有一會被catch塊捕獲并記錄。

使用finally確保函數執行

錯誤處理可能會變得相當復雜。有些情況，其中您希望錯誤繼續冒泡調用堆棧以便執行其它更高級別處理。在這些情況下，您可能還需要執行一些清理任務。本小節，你將了解如何使用finally以確保執行某些代碼，而不管錯誤狀態如何,具體如何實現示例如下：

通過控制臺命令切換至工作區
創建一個Promise-all-collect-concurrently的文件夾
創建三個async功能checkEngines，checkFlightPlan以及checkNavigationSystem函數用來記錄信息時，返回Promise，一個成功的值的信息和一個失敗值的信息：

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) 
 }); 
}

創建一個asyncperformCheck函數，調用上一步中創建的每個函數。等待結果，并用于finally記錄完整的消息：

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'); 
 } 
 }

創建一個async的main函數調該函數performChecks。等待結果，捕獲并記錄引發的錯誤。

export async function main() { 
 try { 
 await performChecks(); 
 console.log('All systems go, ready to launch: '); 
 } catch (e) { 
 console.error('Aborting launch: '); 
 console.error(e); 
 } 
}

在工作區域運行 http-server 命令，你將會看到如下輸出

與上一小節一樣，錯誤在main函數中進行捕獲，由于finally的存在，讓我清楚的知道performChecks確保執行輸出已完成。你可以設想，處理錯誤是一個重要的任務，并且async/await允許我們使用try/catch的相同方式處理異步和同步代碼的錯誤，大大簡化了我們處理錯誤的工作量，讓代碼更加簡潔。

用async/await改寫上篇文章Promise的例子

上篇文章「JavaScript基礎」Promise使用指南的最后，我們使用Promise的方法改寫了基于回調的例子，本文的最后，我們將用今天學到的內容 async/await改寫這個例子，如何實現呢，代碼如下：

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 的實現方式是不是更直觀更容易理解呢，讓我幾乎能用同步的方式編寫異步代碼。