【每日一面(mian)】async/await 的原理
基礎問答
問(wen):async/await 的原理是什(shen)么?
答:關鍵字本身就是 Promise 的語法糖,依托于生成器函數 (Generator) 函數能力實現的。async 關鍵字標志這個函數為異步函數,并且將返回結果封裝為一個 Promise,await 則是暫停當前執行,等待后續的異步操作完成后再恢復,相當于 Generator 的 yield 。只是在 Generator 中,需要手動調用 next() 觸發執行, async 函數(shu)則內置該操作,自動根據 await 的異步結果執行后續函數(shu)步驟(zou)。
擴展延伸
在(zai)上面,提到(dao)了一個生(sheng)成器函數(shu)(shu)(Generator),這(zhe)個是(shi) JavaScript 中的(de)(de)一種特殊函數(shu)(shu),可以暫停(ting)和恢復函數(shu)(shu)執行。在(zai)平時的(de)(de)開發中,基本(ben)很少見到(dao)這(zhe)個函數(shu)(shu)的(de)(de)使用,不過面試的(de)(de)時候,只要(yao)聊到(dao)了 async/await 內容,90% 以上的(de)(de)概率(lv)會問到(dao)生(sheng)成器函數(shu)(shu)。
生成器函數使用 function* 語(yu)法定義,他會返回一(yi)個生(sheng)成(cheng)器對象,而(er)不(bu)是和普通函(han)數一(yi)樣返回指(zhi)定的結果(guo),如下示例:
// 定義一個Generator函數,包含2個暫停點(yield)和1個返回值(return)
function* syncGenerator() {
console.log('1. 函數開始執行');
yield '第一個暫停結果'; // 第一個暫停點,返回值為'第一個暫停結果'
console.log('2. 函數恢復執行');
yield '第二個暫停結果'; // 第二個暫停點,返回值為'第二個暫停結果'
console.log('3. 函數即將結束');
return '最終返回結果'; // 函數執行完畢,返回最終結果
}
// 1. 調用Generator函數,返回迭代器(此時函數體未執行)
const genIterator = syncGenerator();
console.log('調用Generator后,函數未執行:', genIterator); // 輸出:Generator {<suspended>}
// 2. 第一次調用next():執行到第一個yield,暫停
const result1 = genIterator.next();
console.log('第一次next()結果:', result1);
// 輸出順序:
// 1. 函數開始執行
// 第一次next()結果:{ value: '第一個暫停結果', done: false }(done=false表示未執行完畢)
// 3. 第二次調用next():從第一個yield恢復,執行到第二個yield,暫停
const result2 = genIterator.next();
console.log('第二次next()結果:', result2);
// 輸出順序:
// 2. 函數恢復執行
// 第二次next()結果:{ value: '第二個暫停結果', done: false }
// 4. 第三次調用next():從第二個yield恢復,執行到return,結束
const result3 = genIterator.next();
console.log('第三次next()結果:', result3);
// 輸出順序:
// 3. 函數即將結束
// 第三次next()結果:{ value: '最終返回結果', done: true }(done=true表示執行完畢)
// 5. 第四次調用next():函數已結束,后續調用均返回{ value: undefined, done: true }
const result4 = genIterator.next();
console.log('第四次next()結果:', result4); // 輸出:{ value: undefined, done: true }
核心執行規則:
- 首次調用 Generator 函數:僅返回迭代器,函數體不執行;
- 每次調用 next ():函數從上次暫停位置繼續執行,直到遇到下一個yield或return;
- 返回結果結構:next()返回的對象包含value(yield后的值或return的值)和done(布爾值,標識是否執行完畢);
- 執行完畢后:后續調用next(),done始終為true,value為undefined。
面試之外,你應該知道,Generator 函數的核心價值在于“異步流程控制”,即,通過yield暫停執行異步操作,等待異步結果返回后, 調用 next() 恢復執行(xing)。這就(jiu)是 async/await 的底層邏輯雛形。
// 模擬接口請求(異步函數,返回Promise)
function fetchUser() {
return new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
resolve({ id: 1, name: '前端面試' });
}, 1000);
});
}
function fetchOrders(userId) {
return new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
resolve([{ orderId: '1001', goods: '面試指南' }]);
}, 1000);
});
}
// 定義異步Generator函數:用yield暫停異步操作
function* asyncGenerator() {
console.log('開始請求用戶信息');
const user = yield fetchUser(); // 暫停,等待fetchUser的Promise完成
console.log('用戶信息請求完成:', user);
console.log('開始請求訂單信息');
const orders = yield fetchOrders(user.id); // 暫停,等待fetchOrders的Promise完成
console.log('訂單信息請求完成:', orders);
return { user, orders }; // 最終返回結果
}
// 手動執行異步Generator函數(模擬async/await的自動執行器)
function runGenerator(genFn) {
const genIterator = genFn(); // 獲取迭代器
// 定義遞歸執行函數
function handleNext(result) {
// 若Generator執行完畢,直接返回最終結果
if (result.done) {
return Promise.resolve(result.value);
}
// 若未執行完畢,處理yield返回的Promise(異步操作)
// result.value是yield后的值(此處為fetchUser/fetchOrders返回的Promise)
return Promise.resolve(result.value)
.then((res) => {
// 異步操作完成后,調用next(res)恢復執行,將異步結果作為yield的返回值
return handleNext(genIterator.next(res));
})
.catch((err) => {
// 捕獲異步錯誤,調用throw(err)將錯誤傳入Generator函數
return handleNext(genIterator.throw(err));
});
}
// 啟動第一次執行
return handleNext(genIterator.next());
}
// 執行異步Generator函數
runGenerator(asyncGenerator)
.then((finalResult) => {
console.log('所有異步操作完成,最終結果:', finalResult);
})
.catch((err) => {
console.log('異步操作出錯:', err);
});
async/await 本質是(shi) Generator + 自(zi)動執行器的(de)語法糖,二者(zhe)核心邏輯可以一一對應(ying)上,只是(shi) async/await 的(de)封裝大大簡化了使用流(liu)程:
| 特性 | Generator 函數 | async/await |
|---|---|---|
| 暫停 / 恢復標識 | yield 關鍵字(手動標記暫停點) | await關鍵字(自動標記暫停點) |
| 執行控制 | 需手動調用迭代器的 next() 恢復執行 | 內置自動執行器,無需手動控制 |
| 異步結果處理 | 需手動用 Promise.resolve 等待異步結果 | 自動等待 await 后的 Promise 完成 |
| 錯誤處理 | 需手動調用 iterator.throw(err) 傳入錯誤 | 用 try/catch 自動捕獲錯誤 |
| 返回值 | 調用函數返回迭代器 | 調用函數返回 Promise |
| 語法簡潔度 | 較繁瑣,需手動實現執行器 | 簡潔,無需關注執行細節 |
面試追問
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生成器函數?是怎么實現 async/await 的?
具體代(dai)碼(ma)參考擴(kuo)展(zhan)延伸部(bu)分內容,要代(dai)碼(ma)描述。 -
async/await 基礎使用方(fang)式,使用 Promise 不是更好?為什么要用 async/await 關(guan)鍵字。
async function waitRequest() { const resp = await axios.request('//hello.com') const data = resp.data; return data、 }可以使用Promise,這個是根據使用場景來的,async/await 只是將異步調用鏈轉換成了同步代碼,閱讀維護起來更方便。
如封裝一個等待延時(shi),通常(chang)使用的(de)就是 await + new Promise 來實現,只是多數情況下 Promise 伴隨著的(de)是比較(jiao)長的(de)調用鏈,帶來閱(yue)讀(du)不便,此時(shi)轉(zhuan)換成同步代碼就清晰易讀(du)了。 -
如果 await 的表達式返回了 reject,需要捕獲嗎?要怎么捕獲?
需要捕(bu)(bu)獲(huo),否則會觸(chu)發“Uncaught (in Promise) Error”,中斷代碼執行,這個類似于 throw error。需要使用 try...catch 捕(bu)(bu)獲(huo) await 表達式產生的錯(cuo)誤及reject。
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