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  • 对async 函数的研究

    async 函数

    1.ES2017 标准引入了 async 函数,使得异步操作变得更加方便。

    async 函数是什么?一句话,它就是 Generator 函数的语法糖。

    前文有一个 Generator 函数,依次读取两个文件。

    const fs = require('fs');
    
    const readFile = function (fileName) {
      return new Promise(function (resolve, reject) {
        fs.readFile(fileName, function(error, data) {
          if (error) return reject(error);
          resolve(data);
        });
      });
    };
    
    const gen = function* () {
      const f1 = yield readFile('/etc/fstab');
      const f2 = yield readFile('/etc/shells');
      console.log(f1.toString());
      console.log(f2.toString());
    };
    

    写成async函数,就是下面这样。

    const asyncReadFile = async function () {
      const f1 = await readFile('/etc/fstab');
      const f2 = await readFile('/etc/shells');
      console.log(f1.toString());
      console.log(f2.toString());
    };
    

    一比较就会发现,async函数就是将 Generator 函数的星号(*)替换成async,将yield替换成await,仅此而已。

    async函数对 Generator 函数的改进,体现在以下四点。

    (1)内置执行器。

    Generator 函数的执行必须靠执行器,所以才有了co模块,而async函数自带执行器。也就是说,async函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。

    asyncReadFile();
    

    上面的代码调用了asyncReadFile函数,然后它就会自动执行,输出最后结果。这完全不像 Generator 函数,需要调用next方法,或者用co模块,才能真正执行,得到最后结果。

    (2)更好的语义。

    asyncawait,比起星号和yield,语义更清楚了。async表示函数里有异步操作,await表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

    (3)更广的适用性。

    co模块约定,yield命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象,而async函数的await命令后面,可以是 Promise 对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时等同于同步操作)。

    (4)返回值是 Promise。

    async函数的返回值是 Promise 对象,这比 Generator 函数的返回值是 Iterator 对象方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。

    进一步说,async函数完全可以看作多个异步操作,包装成的一个 Promise 对象,而await命令就是内部then命令的语法糖。

    基本用法

    async函数返回一个 Promise 对象,可以使用then方法添加回调函数。当函数执行的时候,一旦遇到await就会先返回,等到异步操作完成,再接着执行函数体内后面的语句。

    下面是一个例子。

    async function getStockPriceByName(name) {
      const symbol = await getStockSymbol(name);
      const stockPrice = await getStockPrice(symbol);
      return stockPrice;
    }
    
    getStockPriceByName('goog').then(function (result) {
      console.log(result);
    });
    

    上面代码是一个获取股票报价的函数,函数前面的async关键字,表明该函数内部有异步操作。调用该函数时,会立即返回一个Promise对象。

    下面是另一个例子,指定多少毫秒后输出一个值。

    function timeout(ms) {
      return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(resolve, ms);
      });
    }
    
    async function asyncPrint(value, ms) {
      await timeout(ms);
      console.log(value);
    }
    
    asyncPrint('hello world', 50);
    

    上面代码指定 50 毫秒以后,输出hello world

    由于async函数返回的是 Promise 对象,可以作为await命令的参数。所以,上面的例子也可以写成下面的形式。

    async function timeout(ms) {
      await new Promise((resolve) => {
        setTimeout(resolve, ms);
      });
    }
    
    async function asyncPrint(value, ms) {
      await timeout(ms);
      console.log(value);
    }
    
    asyncPrint('hello world', 50);

    async 函数有多种使用形式。

    // 函数声明
    async function foo() {}
    
    // 函数表达式
    const foo = async function () {};
    
    // 对象的方法
    let obj = { async foo() {} };
    obj.foo().then(...)
    
    // Class 的方法
    class Storage {
      constructor() {
        this.cachePromise = caches.open('avatars');
      }
    
      async getAvatar(name) {
        const cache = await this.cachePromise;
        return cache.match(`/avatars/${name}.jpg`);
      }
    }
    
    const storage = new Storage();
    storage.getAvatar('jake').then(…);
    
    // 箭头函数
    const foo = async () => {};

    语法

    async函数的语法规则总体上比较简单,难点是错误处理机制。

    返回 Promise 对象

    async函数返回一个 Promise 对象。

    async函数内部return语句返回的值,会成为then方法回调函数的参数。

    async function f() {
      return 'hello world';
    }
    
    f().then(v => console.log(v))
    // "hello world"
    

    上面代码中,函数f内部return命令返回的值,会被then方法回调函数接收到。

    async函数内部抛出错误,会导致返回的 Promise 对象变为reject状态。抛出的错误对象会被catch方法回调函数接收到。

    async function f() {
      throw new Error('出错了');
    }
    
    f().then(
      v => console.log(v),
      e => console.log(e)
    )
    // Error: 出错了

    Promise 对象的状态变化

    async函数返回的 Promise 对象,必须等到内部所有await命令后面的 Promise 对象执行完,才会发生状态改变,除非遇到return语句或者抛出错误。也就是说,只有async函数内部的异步操作执行完,才会执行then方法指定的回调函数。

    下面是一个例子。

    async function getTitle(url) {
      let response = await fetch(url);
      let html = await response.text();
      return html.match(/<title>([sS]+)</title>/i)[1];
    }
    getTitle('https://tc39.github.io/ecma262/').then(console.log)
    // "ECMAScript 2017 Language Specification"
    

    上面代码中,函数getTitle内部有三个操作:抓取网页、取出文本、匹配页面标题。只有这三个操作全部完成,才会执行then方法里面的console.log

    await 命令

    正常情况下,await命令后面是一个 Promise 对象。如果不是,会被转成一个立即resolve的 Promise 对象。

    async function f() {
      return await 123;
    }
    
    f().then(v => console.log(v))
    // 123
    

    上面代码中,await命令的参数是数值123,它被转成 Promise 对象,并立即resolve

    await命令后面的 Promise 对象如果变为reject状态,则reject的参数会被catch方法的回调函数接收到。

    async function f() {
      await Promise.reject('出错了');
    }
    
    f()
    .then(v => console.log(v))
    .catch(e => console.log(e))
    // 出错了
    

    注意,上面代码中,await语句前面没有return,但是reject方法的参数依然传入了catch方法的回调函数。这里如果在await前面加上return,效果是一样的。

    只要一个await语句后面的 Promise 变为reject,那么整个async函数都会中断执行。

    async function f() {
      await Promise.reject('出错了');
      await Promise.resolve('hello world'); // 不会执行
    }
    

    上面代码中,第二个await语句是不会执行的,因为第一个await语句状态变成了reject

    有时,我们希望即使前一个异步操作失败,也不要中断后面的异步操作。这时可以将第一个await放在try...catch结构里面,这样不管这个异步操作是否成功,第二个await都会执行。

    async function f() {
      try {
        await Promise.reject('出错了');
      } catch(e) {
      }
      return await Promise.resolve('hello world');
    }
    
    f()
    .then(v => console.log(v))
    // hello world
    

    另一种方法是await后面的 Promise 对象再跟一个catch方法,处理前面可能出现的错误。

    async function f() {
      await Promise.reject('出错了')
        .catch(e => console.log(e));
      return await Promise.resolve('hello world');
    }
    
    f()
    .then(v => console.log(v))
    // 出错了
    // hello world

    另一种方法是await后面的 Promise 对象再跟一个catch方法,处理前面可能出现的错误。

    async function f() {
      await Promise.reject('出错了')
        .catch(e => console.log(e));
      return await Promise.resolve('hello world');
    }
    
    f()
    .then(v => console.log(v))
    // 出错了
    // hello world

    错误处理

    如果await后面的异步操作出错,那么等同于async函数返回的 Promise 对象被reject

    async function f() {
      await new Promise(function (resolve, reject) {
        throw new Error('出错了');
      });
    }
    
    f()
    .then(v => console.log(v))
    .catch(e => console.log(e))
    // Error:出错了
    

    上面代码中,async函数f执行后,await后面的 Promise 对象会抛出一个错误对象,导致catch方法的回调函数被调用,它的参数就是抛出的错误对象。具体的执行机制,可以参考后文的“async 函数的实现原理”。

    防止出错的方法,也是将其放在try...catch代码块之中。

    async function f() {
      try {
        await new Promise(function (resolve, reject) {
          throw new Error('出错了');
        });
      } catch(e) {
      }
      return await('hello world');
    }

    如果有多个await命令,可以统一放在try...catch结构中。

    async function main() {
      try {
        const val1 = await firstStep();
        const val2 = await secondStep(val1);
        const val3 = await thirdStep(val1, val2);
    
        console.log('Final: ', val3);
      }
      catch (err) {
        console.error(err);
      }
    }
    

    下面的例子使用try...catch结构,实现多次重复尝试。

    const superagent = require('superagent');
    const NUM_RETRIES = 3;
    
    async function test() {
      let i;
      for (i = 0; i < NUM_RETRIES; ++i) {
        try {
          await superagent.get('http://google.com/this-throws-an-error');
          break;
        } catch(err) {}
      }
      console.log(i); // 3
    }
    
    test();
    

    上面代码中,如果await操作成功,就会使用break语句退出循环;如果失败,会被catch语句捕捉,然后进入下一轮循环。

    使用注意点

    第一点,前面已经说过,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。

    async function myFunction() {
      try {
        await somethingThatReturnsAPromise();
      } catch (err) {
        console.log(err);
      }
    }
    
    // 另一种写法
    
    async function myFunction() {
      await somethingThatReturnsAPromise()
      .catch(function (err) {
        console.log(err);
      });
    }
    

    第二点,多个await命令后面的异步操作,如果不存在继发关系,最好让它们同时触发。

    let foo = await getFoo();
    let bar = await getBar();
    

    上面代码中,getFoogetBar是两个独立的异步操作(即互不依赖),被写成继发关系。这样比较耗时,因为只有getFoo完成以后,才会执行getBar,完全可以让它们同时触发。

    // 写法一
    let [foo, bar] = await Promise.all([getFoo(), getBar()]);
    
    // 写法二
    let fooPromise = getFoo();
    let barPromise = getBar();
    let foo = await fooPromise;
    let bar = await barPromise;
    

    上面两种写法,getFoogetBar都是同时触发,这样就会缩短程序的执行时间。

    第三点,await命令只能用在async函数之中,如果用在普通函数,就会报错。

    async function dbFuc(db) {
      let docs = [{}, {}, {}];
    
      // 报错
      docs.forEach(function (doc) {
        await db.post(doc);
      });
    }
    

    上面代码会报错,因为await用在普通函数之中了。但是,如果将forEach方法的参数改成async函数,也有问题。

    function dbFuc(db) { //这里不需要 async
      let docs = [{}, {}, {}];
    
      // 可能得到错误结果
      docs.forEach(async function (doc) {
        await db.post(doc);
      });
    }
    

    上面代码可能不会正常工作,原因是这时三个db.post操作将是并发执行,也就是同时执行,而不是继发执行。正确的写法是采用for循环。

    async function dbFuc(db) {
      let docs = [{}, {}, {}];
    
      for (let doc of docs) {
        await db.post(doc);
      }
    }
    

    如果确实希望多个请求并发执行,可以使用Promise.all方法。当三个请求都会resolved时,下面两种写法效果相同。

    async function dbFuc(db) {
      let docs = [{}, {}, {}];
      let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));
    
      let results = await Promise.all(promises);
      console.log(results);
    }
    
    // 或者使用下面的写法
    
    async function dbFuc(db) {
      let docs = [{}, {}, {}];
      let promises = docs.map((doc) => db.post(doc));
    
      let results = [];
      for (let promise of promises) {
        results.push(await promise);
      }
      console.log(results);
    }
    

    目前,esm模块加载器支持顶层await,即await命令可以不放在 async 函数里面,直接使用。

    // async 函数的写法
    const start = async () => {
      const res = await fetch('google.com');
      return res.text();
    };
    
    start().then(console.log);
    
    // 顶层 await 的写法
    const res = await fetch('google.com');
    console.log(await res.text());
    

    上面代码中,第二种写法的脚本必须使用esm加载器,才会生效。

    async 函数的实现原理

    async 函数的实现原理,就是将 Generator 函数和自动执行器,包装在一个函数里。

    async function fn(args) {
      // ...
    }
    
    // 等同于
    
    function fn(args) {
      return spawn(function* () {
        // ...
      });
    }
    

    所有的async函数都可以写成上面的第二种形式,其中的spawn函数就是自动执行器。

    下面给出spawn函数的实现,基本就是前文自动执行器的翻版。

    function spawn(genF) {
      return new Promise(function(resolve, reject) {
        const gen = genF();
        function step(nextF) {
          let next;
          try {
            next = nextF();
          } catch(e) {
            return reject(e);
          }
          if(next.done) {
            return resolve(next.value);
          }
          Promise.resolve(next.value).then(function(v) {
            step(function() { return gen.next(v); });
          }, function(e) {
            step(function() { return gen.throw(e); });
          });
        }
        step(function() { return gen.next(undefined); });
      });
    }

    与其他异步处理方法的比较

    我们通过一个例子,来看 async 函数与 Promise、Generator 函数的比较。

    假定某个 DOM 元素上面,部署了一系列的动画,前一个动画结束,才能开始后一个。如果当中有一个动画出错,就不再往下执行,返回上一个成功执行的动画的返回值。

    首先是 Promise 的写法。

    function chainAnimationsPromise(elem, animations) {
    
      // 变量ret用来保存上一个动画的返回值
      let ret = null;
    
      // 新建一个空的Promise
      let p = Promise.resolve();
    
      // 使用then方法,添加所有动画
      for(let anim of animations) {
        p = p.then(function(val) {
          ret = val;
          return anim(elem);
        });
      }
    
      // 返回一个部署了错误捕捉机制的Promise
      return p.catch(function(e) {
        /* 忽略错误,继续执行 */
      }).then(function() {
        return ret;
      });
    
    }
    

    虽然 Promise 的写法比回调函数的写法大大改进,但是一眼看上去,代码完全都是 Promise 的 API(thencatch等等),操作本身的语义反而不容易看出来。

    接着是 Generator 函数的写法。

    function chainAnimationsGenerator(elem, animations) {
    
      return spawn(function*() {
        let ret = null;
        try {
          for(let anim of animations) {
            ret = yield anim(elem);
          }
        } catch(e) {
          /* 忽略错误,继续执行 */
        }
        return ret;
      });
    
    }
    

    上面代码使用 Generator 函数遍历了每个动画,语义比 Promise 写法更清晰,用户定义的操作全部都出现在spawn函数的内部。这个写法的问题在于,必须有一个任务运行器,自动执行 Generator 函数,上面代码的spawn函数就是自动执行器,它返回一个 Promise 对象,而且必须保证yield语句后面的表达式,必须返回一个 Promise。

    最后是 async 函数的写法。

    async function chainAnimationsAsync(elem, animations) {
      let ret = null;
      try {
        for(let anim of animations) {
          ret = await anim(elem);
        }
      } catch(e) {
        /* 忽略错误,继续执行 */
      }
      return ret;
    }
    

    可以看到 Async 函数的实现最简洁,最符合语义,几乎没有语义不相关的代码。它将 Generator 写法中的自动执行器,改在语言层面提供,不暴露给用户,因此代码量最少。如果使用 Generator 写法,自动执行器需要用户自己提供。

    实例:按顺序完成异步操作

    实际开发中,经常遇到一组异步操作,需要按照顺序完成。比如,依次远程读取一组 URL,然后按照读取的顺序输出结果。

    Promise 的写法如下。

    function logInOrder(urls) {
      // 远程读取所有URL
      const textPromises = urls.map(url => {
        return fetch(url).then(response => response.text());
      });
    
      // 按次序输出
      textPromises.reduce((chain, textPromise) => {
        return chain.then(() => textPromise)
          .then(text => console.log(text));
      }, Promise.resolve());
    }
    

    上面代码使用fetch方法,同时远程读取一组 URL。每个fetch操作都返回一个 Promise 对象,放入textPromises数组。然后,reduce方法依次处理每个 Promise 对象,然后使用then,将所有 Promise 对象连起来,因此就可以依次输出结果。

    这种写法不太直观,可读性比较差。下面是 async 函数实现。

    async function logInOrder(urls) {
      for (const url of urls) {
        const response = await fetch(url);
        console.log(await response.text());
      }
    }
    

    上面代码确实大大简化,问题是所有远程操作都是继发。只有前一个 URL 返回结果,才会去读取下一个 URL,这样做效率很差,非常浪费时间。我们需要的是并发发出远程请求。

    async function logInOrder(urls) {
      // 并发读取远程URL
      const textPromises = urls.map(async url => {
        const response = await fetch(url);
        return response.text();
      });
    
      // 按次序输出
      for (const textPromise of textPromises) {
        console.log(await textPromise);
      }
    }
    

    上面代码中,虽然map方法的参数是async函数,但它是并发执行的,因为只有async函数内部是继发执行,外部不受影响。后面的for..of循环内部使用了await,因此实现了按顺序输出。

    异步遍历的接口

    异步遍历器的最大的语法特点,就是调用遍历器的next方法,返回的是一个 Promise 对象。

    asyncIterator
      .next()
      .then(
        ({ value, done }) => /* ... */
      );
    

    上面代码中,asyncIterator是一个异步遍历器,调用next方法以后,返回一个 Promise 对象。因此,可以使用then方法指定,这个 Promise 对象的状态变为resolve以后的回调函数。回调函数的参数,则是一个具有valuedone两个属性的对象,这个跟同步遍历器是一样的。

    我们知道,一个对象的同步遍历器的接口,部署在Symbol.iterator属性上面。同样地,对象的异步遍历器接口,部署在Symbol.asyncIterator属性上面。不管是什么样的对象,只要它的Symbol.asyncIterator属性有值,就表示应该对它进行异步遍历。

    下面是一个异步遍历器的例子。

    const asyncIterable = createAsyncIterable(['a', 'b']);
    const asyncIterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
    
    asyncIterator
    .next()
    .then(iterResult1 => {
      console.log(iterResult1); // { value: 'a', done: false }
      return asyncIterator.next();
    })
    .then(iterResult2 => {
      console.log(iterResult2); // { value: 'b', done: false }
      return asyncIterator.next();
    })
    .then(iterResult3 => {
      console.log(iterResult3); // { value: undefined, done: true }
    });
    

    上面代码中,异步遍历器其实返回了两次值。第一次调用的时候,返回一个 Promise 对象;等到 Promise 对象resolve了,再返回一个表示当前数据成员信息的对象。这就是说,异步遍历器与同步遍历器最终行为是一致的,只是会先返回 Promise 对象,作为中介。

    由于异步遍历器的next方法,返回的是一个 Promise 对象。因此,可以把它放在await命令后面。

    async function f() {
      const asyncIterable = createAsyncIterable(['a', 'b']);
      const asyncIterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
      console.log(await asyncIterator.next());
      // { value: 'a', done: false }
      console.log(await asyncIterator.next());
      // { value: 'b', done: false }
      console.log(await asyncIterator.next());
      // { value: undefined, done: true }
    }
    

    上面代码中,next方法用await处理以后,就不必使用then方法了。整个流程已经很接近同步处理了。

    注意,异步遍历器的next方法是可以连续调用的,不必等到上一步产生的 Promise 对象resolve以后再调用。这种情况下,next方法会累积起来,自动按照每一步的顺序运行下去。下面是一个例子,把所有的next方法放在Promise.all方法里面。

    const asyncIterable = createAsyncIterable(['a', 'b']);
    const asyncIterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
    const [{value: v1}, {value: v2}] = await Promise.all([
      asyncIterator.next(), asyncIterator.next()
    ]);
    
    console.log(v1, v2); // a b
    

    另一种用法是一次性调用所有的next方法,然后await最后一步操作。

    async function runner() {
      const writer = openFile('someFile.txt');
      writer.next('hello');
      writer.next('world');
      await writer.return();
    }
    
    runner();
    

    for await...of

    前面介绍过,for...of循环用于遍历同步的 Iterator 接口。新引入的for await...of循环,则是用于遍历异步的 Iterator 接口。

    async function f() {
      for await (const x of createAsyncIterable(['a', 'b'])) {
        console.log(x);
      }
    }
    // a
    // b
    

    上面代码中,createAsyncIterable()返回一个拥有异步遍历器接口的对象,for...of循环自动调用这个对象的异步遍历器的next方法,会得到一个 Promise 对象。await用来处理这个 Promise 对象,一旦resolve,就把得到的值(x)传入for...of的循环体。

    for await...of循环的一个用途,是部署了 asyncIterable 操作的异步接口,可以直接放入这个循环。

    let body = '';
    
    async function f() {
      for await(const data of req) body += data;
      const parsed = JSON.parse(body);
      console.log('got', parsed);
    }
    

    上面代码中,req是一个 asyncIterable 对象,用来异步读取数据。可以看到,使用for await...of循环以后,代码会非常简洁。

    如果next方法返回的 Promise 对象被rejectfor await...of就会报错,要用try...catch捕捉。

    async function () {
      try {
        for await (const x of createRejectingIterable()) {
          console.log(x);
        }
      } catch (e) {
        console.error(e);
      }
    }
    

    注意,for await...of循环也可以用于同步遍历器。

    (async function () {
      for await (const x of ['a', 'b']) {
        console.log(x);
      }
    })();
    // a
    // b
    

    Node v10 支持异步遍历器,Stream 就部署了这个接口。下面是读取文件的传统写法与异步遍历器写法的差异。

    // 传统写法
    function main(inputFilePath) {
      const readStream = fs.createReadStream(
        inputFilePath,
        { encoding: 'utf8', highWaterMark: 1024 }
      );
      readStream.on('data', (chunk) => {
        console.log('>>> '+chunk);
      });
      readStream.on('end', () => {
        console.log('### DONE ###');
      });
    }
    
    // 异步遍历器写法
    async function main(inputFilePath) {
      const readStream = fs.createReadStream(
        inputFilePath,
        { encoding: 'utf8', highWaterMark: 1024 }
      );
    
      for await (const chunk of readStream) {
        console.log('>>> '+chunk);
      }
      console.log('### DONE ###');
    }

    异步 Generator 函数

    就像 Generator 函数返回一个同步遍历器对象一样,异步 Generator 函数的作用,是返回一个异步遍历器对象。

    在语法上,异步 Generator 函数就是async函数与 Generator 函数的结合。

    async function* gen() {
      yield 'hello';
    }
    const genObj = gen();
    genObj.next().then(x => console.log(x));
    // { value: 'hello', done: false }
    

    上面代码中,gen是一个异步 Generator 函数,执行后返回一个异步 Iterator 对象。对该对象调用next方法,返回一个 Promise 对象。

    异步遍历器的设计目的之一,就是 Generator 函数处理同步操作和异步操作时,能够使用同一套接口。

    // 同步 Generator 函数
    function* map(iterable, func) {
      const iter = iterable[Symbol.iterator]();
      while (true) {
        const {value, done} = iter.next();
        if (done) break;
        yield func(value);
      }
    }
    
    // 异步 Generator 函数
    async function* map(iterable, func) {
      const iter = iterable[Symbol.asyncIterator]();
      while (true) {
        const {value, done} = await iter.next();
        if (done) break;
        yield func(value);
      }
    }
    

    上面代码中,map是一个 Generator 函数,第一个参数是可遍历对象iterable,第二个参数是一个回调函数funcmap的作用是将iterable每一步返回的值,使用func进行处理。上面有两个版本的map,前一个处理同步遍历器,后一个处理异步遍历器,可以看到两个版本的写法基本上是一致的。

    下面是另一个异步 Generator 函数的例子。

    async function* readLines(path) {
      let file = await fileOpen(path);
    
      try {
        while (!file.EOF) {
          yield await file.readLine();
        }
      } finally {
        await file.close();
      }
    }
    

    上面代码中,异步操作前面使用await关键字标明,即await后面的操作,应该返回 Promise 对象。凡是使用yield关键字的地方,就是next方法停下来的地方,它后面的表达式的值(即await file.readLine()的值),会作为next()返回对象的value属性,这一点是与同步 Generator 函数一致的。

    异步 Generator 函数内部,能够同时使用awaityield命令。可以这样理解,await命令用于将外部操作产生的值输入函数内部,yield命令用于将函数内部的值输出。

    上面代码定义的异步 Generator 函数的用法如下。

    (async function () {
      for await (const line of readLines(filePath)) {
        console.log(line);
      }
    })()
    

    异步 Generator 函数可以与for await...of循环结合起来使用。

    async function* prefixLines(asyncIterable) {
      for await (const line of asyncIterable) {
        yield '> ' + line;
      }
    }
    

    异步 Generator 函数的返回值是一个异步 Iterator,即每次调用它的next方法,会返回一个 Promise 对象,也就是说,跟在yield命令后面的,应该是一个 Promise 对象。如果像上面那个例子那样,yield命令后面是一个字符串,会被自动包装成一个 Promise 对象。

    function fetchRandom() {
      const url = 'https://www.random.org/decimal-fractions/'
        + '?num=1&dec=10&col=1&format=plain&rnd=new';
      return fetch(url);
    }
    
    async function* asyncGenerator() {
      console.log('Start');
      const result = await fetchRandom(); // (A)
      yield 'Result: ' + await result.text(); // (B)
      console.log('Done');
    }
    
    const ag = asyncGenerator();
    ag.next().then(({value, done}) => {
      console.log(value);
    })
    

    上面代码中,agasyncGenerator函数返回的异步遍历器对象。调用ag.next()以后,上面代码的执行顺序如下。

    1. ag.next()立刻返回一个 Promise 对象。
    2. asyncGenerator函数开始执行,打印出Start
    3. await命令返回一个 Promise 对象,asyncGenerator函数停在这里。
    4. A 处变成 fulfilled 状态,产生的值放入result变量,asyncGenerator函数继续往下执行。
    5. 函数在 B 处的yield暂停执行,一旦yield命令取到值,ag.next()返回的那个 Promise 对象变成 fulfilled 状态。
    6. ag.next()后面的then方法指定的回调函数开始执行。该回调函数的参数是一个对象{value, done},其中value的值是yield命令后面的那个表达式的值,done的值是false

    A 和 B 两行的作用类似于下面的代码。

    return new Promise((resolve, reject) => {
      fetchRandom()
      .then(result => result.text())
      .then(result => {
         resolve({
           value: 'Result: ' + result,
           done: false,
         });
      });
    });
    

    如果异步 Generator 函数抛出错误,会导致 Promise 对象的状态变为reject,然后抛出的错误被catch方法捕获。

    async function* asyncGenerator() {
      throw new Error('Problem!');
    }
    
    asyncGenerator()
    .next()
    .catch(err => console.log(err)); // Error: Problem!
    

    注意,普通的 async 函数返回的是一个 Promise 对象,而异步 Generator 函数返回的是一个异步 Iterator 对象。可以这样理解,async 函数和异步 Generator 函数,是封装异步操作的两种方法,都用来达到同一种目的。区别在于,前者自带执行器,后者通过for await...of执行,或者自己编写执行器。下面就是一个异步 Generator 函数的执行器。

    async function takeAsync(asyncIterable, count = Infinity) {
      const result = [];
      const iterator = asyncIterable[Symbol.asyncIterator]();
      while (result.length < count) {
        const {value, done} = await iterator.next();
        if (done) break;
        result.push(value);
      }
      return result;
    }
    

    上面代码中,异步 Generator 函数产生的异步遍历器,会通过while循环自动执行,每当await iterator.next()完成,就会进入下一轮循环。一旦done属性变为true,就会跳出循环,异步遍历器执行结束。

    下面是这个自动执行器的一个使用实例。

    async function f() {
      async function* gen() {
        yield 'a';
        yield 'b';
        yield 'c';
      }
    
      return await takeAsync(gen());
    }
    
    f().then(function (result) {
      console.log(result); // ['a', 'b', 'c']
    })
    

    异步 Generator 函数出现以后,JavaScript 就有了四种函数形式:普通函数、async 函数、Generator 函数和异步 Generator 函数。请注意区分每种函数的不同之处。基本上,如果是一系列按照顺序执行的异步操作(比如读取文件,然后写入新内容,再存入硬盘),可以使用 async 函数;如果是一系列产生相同数据结构的异步操作(比如一行一行读取文件),可以使用异步 Generator 函数。

    异步 Generator 函数也可以通过next方法的参数,接收外部传入的数据。

    const writer = openFile('someFile.txt');
    writer.next('hello'); // 立即执行
    writer.next('world'); // 立即执行
    await writer.return(); // 等待写入结束
    

    上面代码中,openFile是一个异步 Generator 函数。next方法的参数,向该函数内部的操作传入数据。每次next方法都是同步执行的,最后的await命令用于等待整个写入操作结束。

    最后,同步的数据结构,也可以使用异步 Generator 函数。

    async function* createAsyncIterable(syncIterable) {
      for (const elem of syncIterable) {
        yield elem;
      }
    }
    

    上面代码中,由于没有异步操作,所以也就没有使用await关键字。

    yield* 语句

    yield*语句也可以跟一个异步遍历器。

    async function* gen1() {
      yield 'a';
      yield 'b';
      return 2;
    }
    
    async function* gen2() {
      // result 最终会等于 2
      const result = yield* gen1();
    }
    

    上面代码中,gen2函数里面的result变量,最后的值是2

    与同步 Generator 函数一样,for await...of循环会展开yield*

    (async function () {
      for await (const x of gen2()) {
        console.log(x);
      }
    })();
    // a
    // b











































































































































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