异步操作和Async函数

异步操作和Async函数

异步操作

异步编程的四种方式：回调函数、事件监听、发布/订阅、Promise。

为什么Node约定，回调函数的第一个参数，必须是错误对象err（如果没有错误，该参数就是null）？原因是执行分成两段，第一段执行完以后，任务所在的上下文环境就已经结束了，在这以后抛出的错误，原来的上下文环境已经无法捕捉，只能当作参数，传入第二段。

回调函数在多个回调函数嵌套时，代码不是纵向发展，而是横向发展，很快就会乱成一团，无法管理，称为"回调函数地狱"。Promise对象就是为了解决这个问题而提出的，将回调函数的嵌套，改成链式调用。

Promise的写法只是回调函数的改进，使用then方法以后，异步任务的两段执行看得更清楚了，除此以外，并无新意。Promise的最大问题是代码冗余，不管什么操作，一眼看去都是一堆then，原来的语义变得很不清楚。

Generator函数可以暂停执行和恢复执行，这是它能封装异步任务的根本原因。除此之外，它还有两个特性，使它可以作为异步编程的完整解决方案：函数体内外的数据交换和错误处理机制。

使用Generator函数，执行一个异步任务。

var fetch = require('node-fetch');

function* gen(){
  var url = 'https://api.github.com/users/github';
  var result = yield fetch(url);
  console.log(result.bio);
}
/*
 * 执行Generator函数，获取遍历器对象，然后用next方法执行异步任务的第一阶段。
 * 由于Fetch模块返回的是一个Promise对象，因此要用then方法调用下一个next方法。
 */
var g = gen();
var result = g.next();
result.value.then(function(data){
  return data.json();
}).then(function(data){
  g.next(data);
});

Thunk函数现在可以用于Generator函数的自动流程管理。下面就是一个基于Thunk函数的Generator执行器。

function run(fn) {
  var gen = fn();
  // next函数是Thunk的回调函数
  function next(err, data) {
    var result = gen.next(data);
    if (result.done) return;
    result.value(next);
  }
  next();
}

function* g() {
  // ...
}
run(g);

Async函数

从语法上看，async函数就是将Generator函数的星号（*）替换成async，将yield替换成await。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，等到触发的异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。

async函数对 Generator 函数的改进，体现在以下四点：

• 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。
• 更好的语义。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。
• 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。
• 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。

async函数的语法规则总体上比较简单，难点是错误处理机制：

• 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函数返回的Promise对象，必须等到内部所有await命令的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。
• 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。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。
• 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。为了避免这个问题，可以将await放在try...catch结构里面，这样后面的await就会执行；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函数的实现

async function fn(args){
  // ...
}

// 等同于
function fn(args){
  return spawn(function*() {
    // ...
  });
}
function spawn(genF) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    var gen = genF();
    function step(nextF) {
      try {
        var 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); });
  });
}

async 函数的用法

async function getStockPriceByName(name) {
  const symbol = await getStockSymbol(name);
  const stockPrice = await getStockPrice(symbol);
  return stockPrice;
}

getStockPriceByName('goog').then(function (result) {
  console.log(result);
});