异步编程03：async-await

async的本质

async是一个关键字，用来声明一个异步函数(AsyncFunction)，并且一定会返回一个Promise对象。

async function asyncSum(n1, n2) {
  return n1 + n2
}

上面代码等价于

function asyncSum(n1, n2) {
  return Promise.resolve(n1 + n1)
}

其实，async可以看成是一种语法糖，内部引擎执行过程如下：

let asyncFunc = async function () {}
let AsyncFunction = Object.getPrototypeOf(asyncFunc).constructor
let asyncSum = new AsyncFunction('n1', 'n2', 'return n1 + n2')

函数体的执行过程

既然asyncSum是一个异步函数，那么其执行过程是怎样的呢？

async函数的函数体可以看作是由0个或者多个await表达式组成的。从第一行代码直到第一个await表达式（如果有的话）都是同步运行的。

这样的话，一个不含await表达式的async函数是会同步运行的。然而，如果函数体内有一个await表达式，async函数就一定会异步执行。

返回值

async 函数一定会返回一个Promise对象，其返回值的规则如下：

• 如果async 函数执行成功，返回的Promise对象的状态为fulfilled，值为return中的值。
• 如果执行失败，那么返回的Promise对象的状态为rejected，值为相关的错误信息。

为什么需要async

引入async func，其实借鉴了迭代器(iterator)中的处理方式。

想象一下，对多个前后依赖的异步任务，如果可以像迭代数组一样进行迭代处理，那么异步任务的代码，会更加的清晰易懂。

Promise.then链在处理多个异步任务（各个异步任务是依赖关系，就是说，后面一个任务依赖前一个任务的执行结果）时，需要在每个then中设置需要返回的Promise对象，稍显麻烦。

比如，常见的先读取再写入的例子，用Promise.then链式调用:

readFileTask
  .then(readData => {
    console.log(`read finished: ${readData}`)
    return writeFile('example_copy.json', readData) // 继续写入
  })
  .then(msg => {
    console.log(`write finished: ${msg}`)
  })
  .catch(err => console.log(err))

如果用async-await：

async function task() {
  const r1 = await readFile('example.json')
  const r2 = await writeFile('example_copy.json', r1)
}

task()

虽然是异步代码，但是看上去却是同步的方式。也就是说，async-await能够让你以同步方式写异步代码。

不是取代Promise

可能有些人认为，有了async-await，Promise就没有存在的必要了。这是错误的看法！

async-await，只是在处理多个异步任务（且各个异步任务是依赖关系，就是说，后面一个任务依赖前一个任务的执行结果）时，会让代码更加清晰，它不是为了取代Promise，也无法取代Promise，二者有不同的使命。Promise的出现是为了解决回调的问题，而async-await，从yield具有的代码暂停执行的功能中找到了灵感，提供了类似的异步代码暂停执行的能力，用同步的方式去写异步代码。

当然，async结合await才具有真正的威力，就像generator一样，其存在的价值是为了服务iterator。

await

await就容易理解了，光看字面意思大概也能猜出来，它其实就是等待一个异步任务的执行结果。它只能在async function中使用。

语法：

[返回值] = await 表达式

表达式：一个Promise对象或者任何要等待的值。

返回值：Promise对象的处理结果。如果等待的不是Promise对象，则返回该值本身。

await表达式会暂停当前async function的执行，等待Promise处理完成。

来看一个例子：

async function task() {
  console.log('task start..')
  const result = await Promise.resolve(100)
  console.log(result)
  console.log('task finished..')
}
console.log(1)
const r = task()
console.log(2)

上面代码中，会先打印1，然后执行task函数体，接着打印出“task start..”，这里遇到await表达式，会等待异步任务执行，所以，会打印出2，打印出2后，所有同步任务已经执行完毕，继续执行异步代码，当await执行结束后，打印出结果100，最后打印出“task finished..”，所以，结果为：

1
task start..
2
100
task finished..

返回值

我们需要重点关注返回值，一般有如下几种情况：

• 若Promise正常处理(fulfilled)，其回调的resolve函数的参数作为await表达式的值，继续执行async function。
• 若Promise发生异常(rejected)，await表达式会把Promise的异常原因抛出。
• 如果await后面表达式的值不是一个Promise，则返回该值本身。

最后，再重复一下：

• 当执行到await表达式时，代码会暂停当前async function的执行，等待Promise处理完成。
• await最终拿到的是结果，即Promise.resolve中的值（如果成功执行），而不是一个Promise对象。

小结

到这里为止，已经将异步编程说得差不多了。不过，还有一个比较重要的点没有提到，那就是异常处理，异常处理非常重要，尤其是在Node.js中，因为如果异常处理不当，很可能整个服务器就崩溃了。关于如何正确在异步代码中进行异常处理，请见本系列的最后一篇《异步编程04：异常处理》。