Promise、Generator、Async有什么区别?

前言

我们知道PromiseAsync/await函数都是用来解决JavaScript中的异步问题的,从最开始的回调函数处理异步,到Promise处理异步,到Generator处理异步,再到Async/await处理异步,每一次的技术更新都使得JavaScript处理异步的方式更加优雅,从目前来看,Async/await被认为是异步处理的终极解决方案,让JS的异步处理越来越像同步任务。异步编程的最高境界,就是根本不用关心它是不是异步

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异步解决方案的发展历程

1.回调函数

从早期的Javascript代码来看,在ES6诞生之前,基本上所有的异步处理都是基于回调函数函数实现的,你们可能会见过下面这种代码:

ajax('aaa', () => {
    // callback 函数体
    ajax('bbb', () => {
        // callback 函数体
        ajax('ccc', () => {
            // callback 函数体
        })
    })
})

没错,在ES6出现之前,这种代码可以说是随处可见。它虽然解决了异步执行的问题,可随之而来的是我们常听说的回调地狱问题:

  • 没有顺序可言:嵌套函数执行带来的是调试困难,不利于维护与阅读
  • 耦合性太强:一旦某一个嵌套层级有改动,就会影响整个回调的执行

所以,为了解决这个问题,社区最早提出和实现了Promise,ES6将其写进了语言标准,统一了用法。

2.Promise

Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大。它就是为了解决回调函数产生的问题而诞生的。

有了Promise对象,就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。此外,Promise对象提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。

所以上面那种回调函数的方式我们可以改成这样:(前提是ajax已用Promise包装)

ajax('aaa').then(res=>{
  return ajax('bbb')
}).then(res=>{
  return ajax('ccc')
})

通过使用Promise来处理异步,比以往的回调函数看起来更加清晰了,解决了回调地狱的问题,Promisethen的链式调用更能让人接受,也符合我们同步的思想。

但Promise也有它的缺点:

  • Promise的内部错误使用try catch捕获不到,只能只用then的第二个回调或catch来捕获
let pro
try{
    pro = new Promise((resolve,reject) => {
        throw Error('err....')
    })
}catch(err){
    console.log('catch',err) // 不会打印
}
pro.catch(err=>{
    console.log('promise',err) // 会打印
})
  • Promise一旦新建就会立即执行,无法取消

之前写过一篇从如何使用到如何实现一个Promise,讲解了Promise如何使用以及内部实现原理。对Promise还不太理解的同学可以看看~

3.Generator

Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案,语法行为与传统函数完全不同。Generator 函数将 JavaScript 异步编程带入了一个全新的阶段。

声明

与函数声明类似,不同的是function关键字与函数名之间有一个星号,以及函数体内部使用yield表达式,定义不同的内部状态(yield在英语里的意思就是“产出”)。

function* gen(x){
 const y = yield x + 6;
 return y;
}
// yield 如果用在另外一个表达式中,要放在()里面
// 像上面如果是在=右边就不用加()
function* genOne(x){
  const y = `这是第一个 yield 执行:${yield x + 1}`;
 return y;
}

执行

const g = gen(1);
//执行 Generator 会返回一个Object,而不是像普通函数返回return 后面的值
g.next() // { value: 7, done: false }
//调用指针的 next 方法,会从函数的头部或上一次停下来的地方开始执行,直到遇到下一个 yield 表达式或return语句暂停,也就是执行yield 这一行
// 执行完成会返回一个 Object,
// value 就是执行 yield 后面的值,done 表示函数是否执行完毕
g.next() // { value: undefined, done: true }
// 因为最后一行 return y 被执行完成,所以done 为 true

调用 Generator 函数后,该函数并不执行,返回的也不是函数运行结果,而是一个指向内部状态的指针对象,也就是遍历器对象(Iterator Object)。下一步,必须调用遍历器对象的next方法,使得指针移向下一个状态。

所以上面的回调函数又可以写成这样:

function *fetch() {
    yield ajax('aaa')
    yield ajax('bbb')
    yield ajax('ccc')
}
let gen = fetch()
let res1 = gen.next() // { value: 'aaa', done: false }
let res2 = gen.next() // { value: 'bbb', done: false }
let res3 = gen.next() // { value: 'ccc', done: false }
let res4 = gen.next() // { value: undefined, done: true } done为true表示执行结束

由于 Generator 函数返回的遍历器对象,只有调用next方法才会遍历下一个内部状态,所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。yield表达式就是暂停标志。

遍历器对象的next方法的运行逻辑如下。

(1)遇到yield表达式,就暂停执行后面的操作,并将紧跟在yield后面的那个表达式的值,作为返回的对象的value属性值。

(2)下一次调用next方法时,再继续往下执行,直到遇到下一个yield表达式。

(3)如果没有再遇到新的yield表达式,就一直运行到函数结束,直到return语句为止,并将return语句后面的表达式的值,作为返回的对象的value属性值。

(4)如果该函数没有return语句,则返回的对象的value属性值为undefined

yield表达式本身没有返回值,或者说总是返回undefinednext方法可以带一个参数,该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。

怎么理解这句话?我们来看下面这个例子:

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}

var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}

var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

由于yield没有返回值,所以(yield(x+1))执行后的值是undefined,所以在第二次执行a.next()是其实是执行的2*undefined,所以值是NaN,所以下面b的例子中,第二次执行b.next()时传入了12,它会当成第一次b.next()的执行返回值,所以b的例子中能够正确计算。这里不能把next执行结果中的value值与yield返回值搞混了,它两不是一个东西

yield与return的区别

相同点:

  • 都能返回语句后面的那个表达式的值
  • 都可以暂停函数执行

区别:

  • 一个函数可以有多个 yield,但是只能有一个 return
  • yield 有位置记忆功能,return 没有

4.Async/await

Async/await其实就是上面Generator的语法糖,async函数其实就相当于funciton *的作用,而await就相当与yield的作用。而在async/await机制中,自动包含了我们上述封装出来的spawn自动执行函数。

所以上面的回调函数又可以写的更加简洁了:

async function fetch() {
  	await ajax('aaa')
    await ajax('bbb')
    await ajax('ccc')
}
// 但这是在这三个请求有相互依赖的前提下可以这么写,不然会产生性能问题,因为你每一个请求都需要等待上一次请求完成后再发起请求,如果没有相互依赖的情况下,建议让它们同时发起请求,这里可以使用Promise.all()来处理

async函数对Generator函数的改进,体现在以下四点:

  • 内置执行器:async函数执行与普通函数一样,不像Generator函数,需要调用next方法,或使用co模块才能真正执行
  • 语意化更清晰: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。
  • 适用性更广: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,但这时会自动转成立即 resolved 的 Promise 对象)。
  • 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。

async函数

async函数的返回值为Promise对象,所以它可以调用then方法

async function fn() {
  return 'async'
}
fn().then(res => {
  console.log(res) // 'async'
})

await表达式

await 右侧的表达式一般为 promise 对象, 但也可以是其它的值

  1. 如果表达式是 promise 对象, await 返回的是 promise 成功的值
  2. 如果表达式是其它值, 直接将此值作为 await 的返回值
  3. await后面是Promise对象会阻塞后面的代码,Promise 对象 resolve,然后得到 resolve 的值,作为 await 表达式的运算结果
  4. 所以这就是await必须用在async的原因,async刚好返回一个Promise对象,可以异步执行阻塞
function fn() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(() => {
            resolve(1000)
        }, 1000);
    })
}
function fn1() { return 'nanjiu' }
async function fn2() {
    // const value = await fn() // await 右侧表达式为Promise,得到的结果就是Promise成功的value
    // const value = await '南玖'
    const value = await fn1()
    console.log('value', value)
}
fn2() // value 'nanjiu'

异步方案比较

后三种方案都是为解决传统的回调函数而提出的,所以它们相对于回调函数的优势不言而喻。而async/await又是Generator函数的语法糖。

  • Promise的内部错误使用try catch捕获不到,只能只用then的第二个回调或catch来捕获,而async/await的错误可以用try catch捕获
  • Promise一旦新建就会立即执行,不会阻塞后面的代码,而async函数中await后面是Promise对象会阻塞后面的代码。
  • async函数会隐式地返回一个promise,该promisereosolve值就是函数return的值。
  • 使用async函数可以让代码更加简洁,不需要像Promise一样需要调用then方法来获取返回值,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。

说了这么多,顺便看个题吧~

console.log('script start')
async function async1() {
    await async2()
    console.log('async1 end')
}
async function async2() {
    console.log('async2 end')
}
async1()

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout')
}, 0)

new Promise(resolve => {
    console.log('Promise')
    resolve()
})
.then(function() {
    console.log('promise1')
})
.then(function() {
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

解析:

打印顺序应该是: script start -> async2 end -> Promise -> script end -> async1 end -> promise1 -> promise2 -> setTimeout

老规矩,全局代码自上而下执行,先打印出script start,然后执行async1(),里面先遇到await async2(),执行async2,打印出async2 end,然后await后面的代码放入微任务队列,接着往下执行new Promise,打印出Promise,遇见了resolve,将第一个then方法放入微任务队列,接着往下执行打印出script end,全局代码执行完了,然后从微任务队列中取出第一个微任务执行,打印出async1 end,再取出第二个微任务执行,打印出promise1,然后这个then方法执行完了,当前Promise的状态为fulfilled,它也可以出发then的回调,所以第二个then这时候又被加进了微任务队列,然后再出微任务队列中取出这个微任务执行,打印出promise2,此时微任务队列为空,接着执行宏任务队列,打印出setTimeout

解题技巧:

  • 无论是then还是catch里的回调内容只要代码正常执行或者正常返回,则当前新的Promise实例为fulfilled状态。如果有报错或返回Promise.reject()则新的Promise实例为rejected状态。
  • fulfilled状态能够触发then回调
  • rejected状态能够触发catch回调
  • 执行async函数,返回的是Promise对象
  • await相当于Promise的then并且同一作用域下await下面的内容全部作为then中回调的内容
  • 异步中先执行微任务,再执行宏任务

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posted @ 2022-02-08 10:15  前端南玖  阅读(543)  评论(0编辑  收藏  举报