异步解决方案 Promise 与 Await

Question

异步编程模式在前端开发过程中，显得越来越重要。从最开始的 XHR 到封装后的 Ajax 都在试图解决异步编程过程中的问题。随着 ES6 新标准的到来，处理异步数据流又有了新的方案。我们都知道，在传统的 ajax 请求中，当异步请求之间的数据存在依赖关系的时候，就可能产生很难看的多层回调，俗称回调地狱（callback hell），这却让人望而生畏，Promise 的出现让我们告别回调函数，写出更优雅的异步代码。

在实践过程中，却发现 Promise 并不完美，Async/Await 是近年来 JavaScript 添加的最革命性的的特性之一，Async/Await 提供了一种使得异步代码看起来像同步代码的替代方法。接下来我们介绍这两种处理异步编程的方案。

一、Promise 的原理与基本语法

1.Promise 的原理

Promise 是一种对异步操作的封装，可以通过独立的接口添加在异步操作执行成功、失败时执行的方法。主流的规范是 Promises/A+。

Promise 中有几个状态：

• pending: 初始状态, 非 fulfilled 或 rejected；
• fulfilled: 成功的操作，为表述方便，fulfilled 使用 resolved 代替；
• rejected: 失败的操作。

pending 可以转化为 fulfilled 或 rejected 并且只能转化一次，也就是说如果 pending 转化到 fulfilled 状态，那么就不能再转化到 rejected。并且 fulfilled 和 rejected 状态只能由 pending 转化而来，两者之间不能互相转换。

2.Promise 的基本语法

• Promise 实例必须实现 then 这个方法
• then()必须可以接收两个函数作为参数
• then()返回的必须是一个 Promise 实例

<script src="https://cdn.bootcss.com/bluebird/3.5.1/bluebird.min.js"></script>//如果低版本浏览器不支持 Promise，通过 cdn 这种方式
<script>
function loadImg(src) {
  var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
    var img = document.createElement('img')
    img.onload = function() {
      resolve(img)
    }
    img.onerror = function() {
      reject('图片加载失败')
    }
    img.src = src
  })
  return promise
}
var src = 'https://www.imooc.com/static/img/index/logo_new.png'
var result = loadImg(src)
result.then(
    function(img) {
      console.log(1, img.width)
      return img
    },
    function() {
      console.log('error 1')
    }
  ).then(function(img) {
    console.log(2, img.height)
  })
</script>

二、Promise 多个串联操作

Promise 还可以做更多的事情，比如，有若干个异步任务，需要先做任务 1，如果成功后再做任务 2，任何任务失败则不再继续并执行错误处理函数。要串行执行这样的异步任务，不用 Promise 需要写一层一层的嵌套代码。

有了 Promise，我们只需要简单地写 job1.then(job2).then(job3).catch(handleError);
其中 job1、job2 和 job3 都是 Promise 对象。

比如我们想实现第一个图片加载完成后，再加载第二个图片，如果其中有一个执行失败，就执行错误函数：

var src1 = 'https://www.imooc.com/static/img/index/logo_new.png'
var result1 = loadImg(src1) //result1 是 Promise 对象
var src2 = 'https://img1.mukewang.com/545862fe00017c2602200220-100-100.jpg'
var result2 = loadImg(src2) //result2 是 Promise 对象
result1.then(function (img1) {
  console.log('第一个图片加载完成', img1.width)
  return result2  // 链式操作
}).then(function (img2) {
  console.log('第二个图片加载完成', img2.width)
}).catch(function (ex) {
  console.log(ex)
})     

这里需注意的是：then 方法可以被同一个 promise 调用多次，then 方法必须返回一个 promise 对象。上例中 result1.then 如果没有明文返回 Promise 实例，就默认为本身 Promise 实例即 result1，result1.then 返回了 result2 实例，后面再执行.then 实际上执行的是 result2.then

三、Promise 常用方法

除了串行执行若干异步任务外，Promise 还可以并行执行异步任务。

试想一个页面聊天系统，我们需要从两个不同的 URL 分别获得用户的个人信息和好友列表，这两个任务是可以并行执行的，用 Promise.all()实现如下：

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(resolve, 500, 'P1');
});
var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(resolve, 600, 'P2');
});
// 同时执行 p1 和 p2，并在它们都完成后执行 then:
Promise.all([p1, p2]).then(function (results) {
    console.log(results); // 获得一个 Array: ['P1', 'P2']
});

有些时候，多个异步任务是为了容错。比如，同时向两个 URL 读取用户的个人信息，只需要获得先返回的结果即可。这种情况下，用 Promise.race()实现：

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(resolve, 500, 'P1');
});
var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(resolve, 600, 'P2');
});
Promise.race([p1, p2]).then(function (result) {
    console.log(result); // 'P1'
});

由于 p1 执行较快，Promise 的 then()将获得结果'P1'。p2 仍在继续执行，但执行结果将被丢弃。

总结：Promise.all 接受一个 promise 对象的数组，待全部完成之后，统一执行 success，Promise.race 接受一个包含多个 promise 对象的数组，只要有一个完成，就执行 success。

接下来我们对上面的例子做下修改，加深对这两者的理解：

var src1 = 'https://www.imooc.com/static/img/index/logo_new.png'
var result1 = loadImg(src1)
var src2 = 'https://img1.mukewang.com/545862fe00017c2602200220-100-100.jpg'
var result2 = loadImg(src2)
Promise.all([result1, result2]).then(function(datas) {
  console.log('all', datas[0]) //<img src="https://www.imooc.com/static/img/index/logo_new.png">
  console.log('all', datas[1]) //<img src="https://img1.mukewang.com/545862fe00017c2602200220-100-100.jpg">
})
Promise.race([result1, result2]).then(function(data) {
  console.log('race', data) //<img src="https://img1.mukewang.com/545862fe00017c2602200220-100-100.jpg">
})  

如果我们组合使用 Promise，就可以把很多异步任务以并行和串行的方式组合起来执行

四、Async/Await 简介与用法

异步操作是 JavaScript 编程的麻烦事，很多人认为 async 函数是异步操作的终极解决方案。

1、Async/Await 简介

• async/await 是写异步代码的新方式，优于回调函数和 Promise。
• async/await 是基于 Promise 实现的，它不能用于普通的回调函数。
• async/await 与 Promise 一样，是非阻塞的。
• async/await 使得异步代码看起来像同步代码，再也没有回调函数。但是改变不了 JS 单线程、异步的本质。

2、Async/Await 的用法

• 使用 await，函数必须用 async 标识
• await 后面跟的是一个 Promise 实例
• 需要安装 babel-polyfill，安装后记得引入 //npm i --save-dev babel-polyfill

function loadImg(src) {
  const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
    const img = document.createElement('img')
    img.onload = function() {
      resolve(img)
    }
    img.onerror = function() {
      reject('图片加载失败')
    }
    img.src = src
  })
  return promise
}
const src1 = 'https://www.imooc.com/static/img/index/logo_new.png'
const src2 = 'https://img1.mukewang.com/545862fe00017c2602200220-100-100.jpg'
const load = async function() {
  const result1 = await loadImg(src1)
  console.log(result1)
  const result2 = await loadImg(src2)
  console.log(result2)
}
load()

当函数执行的时候，一旦遇到 await 就会先返回，等到触发的异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

五、Async/Await 错误处理

await 命令后面的 Promise 对象，运行结果可能是 rejected，所以最好把 await 命令放在 try...catch 代码块中。try..catch 错误处理也比较符合我们平常编写同步代码时候处理的逻辑。

async function myFunction() {
  try {
    await somethingThatReturnsAPromise();
  } catch (err) {
    console.log(err);
  }
}

六、为什么 Async/Await 更好？

Async/Await 较 Promise 有诸多好处，以下介绍其中三种优势：

1. 简洁

使用 Async/Await 明显节约了不少代码。我们不需要写.then，不需要写匿名函数处理 Promise 的 resolve 值，也不需要定义多余的 data 变量，还避免了嵌套代码。

2. 中间值

你很可能遇到过这样的场景，调用 promise1，使用 promise1 返回的结果去调用 promise2，然后使用两者的结果去调用 promise3。你的代码很可能是这样的:

const makeRequest = () => {
  return promise1()
    .then(value1 => {
      return promise2(value1)
        .then(value2 => {        
          return promise3(value1, value2)
        })
    })
}

使用 async/await 的话，代码会变得异常简单和直观

const makeRequest = async () => {
  const value1 = await promise1()
  const value2 = await promise2(value1)
  return promise3(value1, value2)
}

3.条件语句

下面示例中，需要获取数据，然后根据返回数据决定是直接返回，还是继续获取更多的数据。

const makeRequest = () => {
  return getJSON()
    .then(data => {
      if (data.needsAnotherRequest) {
        return makeAnotherRequest(data)
          .then(moreData => {
            console.log(moreData)
            return moreData
          })
      } else {
        console.log(data)
        return data
      }
    })
}

代码嵌套（6 层）可读性较差，它们传达的意思只是需要将最终结果传递到最外层的 Promise。使用 async/await 编写可以大大地提高可读性:

const makeRequest = async () => {
  const data = await getJSON()
  if (data.needsAnotherRequest) {
    const moreData = await makeAnotherRequest(data);
    console.log(moreData)
    return moreData
  } else {
    console.log(data)
    return data    
  }
}

参考文章

• Async/Await 替代 Promise 的 6 个理由
• 前端的异步解决方案之 Promise 和 Await/Async
• 廖雪峰的 Javascript 教程
• [译] Promises/A+ 规范
• async 函数的含义和用法