async原理解析-技术圈

async原理解析

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· 2021-02-22

async函数

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 foo = function* () {
  const f1 = yield readFile('/src/lib');
  const f2 = yield readFile('/src/utils');

  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

把上面代码的Generator函数 foo 可以写成 async 函数，就是这样：

  const asyncReadFile = async function () {
  const f1 = await readFile('/src/lib');
  const f2 = await readFile('/src/utils');

  console.log(f1.toString());
  console.log(f2.toString());
};

可以发现，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函数是基于 Generator的改进，体现在以下4点

内置执行器。Generator函数的执行必须靠执行器。所以才有了 Thunk函数和co模块，而 async函数自带执行器。async函数的执行和普通函数一样。

asyncReadFile();

更好的语义。async和 await，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。
更广的适应性。即使 Generator函数可以借助co模块自动执行，但是co模块后面只能是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，但这是会自动转成立即 resolved的 Promise对象）
返回值是 Promise。aysnc函数返回值为 Promise，这比Generator函数的返回值是Iterator对象方便多了。

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。

总是就是 Generator 函数虽然是JS借鉴其他语言，根据JS本身单线程的特点实现的协程，但是使用起来会麻烦很多，而 async函数就是为了解决这些重复的事情而生的。其实 async函数就是将Generaor函数和自动执行器包装了在了一起，然后润色了一下。

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) {
    // ...
}
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 spawn 函数就是自动执行器。

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); });
  });
}

常见的关于`async`的笔试题

实现一个sleep
实现一个红绿灯：红灯2秒，黄灯1秒，绿灯3秒
使用 async 实现Promise.all()的效果

实现一个 sleep

每隔1秒输出 1， 2， 3， 4， 5

function sleep(interval) {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(resolve, interval);
    })
}

// 用法
async function one2FiveInAsync() {
    for (let i = 1; i <= 5; i++) {
        console.log(i);
        await sleep(1000);
    }
}
one2FiveInAsync();

实现一个红绿灯

红灯2秒，黄灯1秒，绿灯3秒

function sleep(duration) {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(resolve, duration);
    })
}
async function changeColor(color, duration) {
    console.log('当前颜色', color);
    await sleep(duration);
}
async function main() {
    await changeColor('红色', 2000);
    await changeColor('黄色', 1000);
    await changeColor('绿色', 3000);
}
main();

使用 async 实现 Promise.all()的效果

// 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 foo = await barPromise;

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

上面只是简单示例，思考一下，写出完整代码。

总结

async 函数原理就是 Generator函数和自动执行器包装了一下。