一、概述
async 函数是 Generator 函数的语法糖
使用Generator 函数，依次读取两个文件代码如下
var fs = require('fs'); var readFile = function (fileName) { return new Promise(function (resolve, reject) { fs.readFile(fileName, function(error, data) { if (error) return reject(error); resolve(data); }); }); }; var gen = function* () { var f1 = yield readFile('/etc/fstab'); var f2 = yield readFile('/etc/shells'); console.log(f1.toString()); console.log(f2.toString()); };
写成async函数，就是下面这样
var asyncReadFile = async function () { var f1 = await readFile('/etc/fstab'); var f2 = await readFile('/etc/shells'); console.log(f1.toString()); console.log(f2.toString()); };
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
var result = 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
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
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。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
二、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
async function getStockPriceByName(name) { var symbol = await getStockSymbol(name); var 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', 2000);
上面代码指定2秒以后，输出hello world。也就是说asyncPrint执行时候遇到await就先返回出来一个promise，等await的函数timeout执行完成之后，也就是2s后，再接着执行console.log(value)，打印'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，上面例子也可写成下面形式
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 () => {};
三、语法
1、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
2、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
async function getTitle(url) { let response = await fetch(url); let html = await response.text(); return html.match(/<title>([\s\S]+)<\/title>/i)[1]; } getTitle('https://tc39.github.io/ecma262/').then(console.log)
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
3、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
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，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
4、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
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 { var val1 = await firstStep(); var val2 = await secondStep(val1); var 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
5、注意事项
（1）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); }); }
（2）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，getFoo和getBar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（注意：独立的异步操作让同时触发，使用Promise.all()）缩短程序的执行时间
// 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，getFoo和getBar都是同时触发，这样就会缩短程序的执行时间
（3）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); }
四、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) { 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); }); }); }
五、异步比较
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
1、Promise
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
var ret = null; // 新建一个空的Promise
var p = Promise.resolve(); // 使用then方法，添加所有动画
for(var 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（then、catch等等），操作本身的语义反而不容易看出来
2、Generator
接着是 Generator 函数的写法
function chainAnimationsGenerator(elem, animations) { return spawn(function*() { var ret = null; try { for(var 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
3、async
最后是 async 函数的写法
async function chainAnimationsAsync(elem, animations) { var ret = null; try { for(var 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
六、实例
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。
上面这种写法不太直观，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