8張圖讓你一步步看清 async/await 和 promise 的執行順序

本文轉載自查看原文 2018-12-10 11:10 3781

摘要： 面試必問

原文：8張圖幫你一步步看清 async/await 和 promise 的執行順序
作者：ziwei3749

Fundebug經授權轉載，版權歸原作者所有。

為什么寫這篇文章？

說實話，關於js的異步執行順序，宏任務、微任務這些，或者async/await這些慨念已經有非常多的文章寫了。

但是怎么說呢，簡單來說，業務中很少用async，不太懂async呢。

研究了一天，感覺懂了，所手癢想寫一篇，哈哈。

畢竟自己學會的知識，如果連表達清楚都做不到，怎么能指望自己用好它呢？

測試一下自己有沒有必要看

所以我寫這個的文章，主要還是交流學習，如果您已經清楚了eventloop/async/await/promise這些東西呢，可以 break 啦

有說的不對的地方，歡迎留言討論，

那么還是先通過一道題自我檢測一下，是否有必要繼續看下去把。

其實呢，這是去年一道爛大街的「今日頭條」的面試題。

我覺得這道題的關鍵，不僅是說出正確的打印順序，更重要的能否說清楚每一個步驟，為什么這樣執行。

async function async1() {
    console.log("async1 start");
    await async2();
    console.log("async1 end");
}

async function async2() {
    console.log("async2");
}

console.log("script start");

setTimeout(function() {
    console.log("setTimeout");
}, 0);

async1();

new Promise(function(resolve) {
    console.log("promise1");
    resolve();
}).then(function() {
    console.log("promise2");
});

console.log("script end");

注：因為是一道前端面試題，所以答案是以瀏覽器的eventloop機制為准的，在node平台上運行會有差異。

script start
async1 start
async2
promise1
script end
promise2
async1 end
setTimeout

如果你發現運行結果跟自己想的一樣，可以選擇跳過這篇文章啦，

或者如果你有興趣看看俺倆的理解有沒有區別，可以跳到后面的「畫圖講解的部分」

需要具備的前置知識

promise的使用經驗
瀏覽器端的eventloop

不過如果是對 ES7 的 async 不太熟悉，是沒關系的哈，因為這篇文章會詳解 async。

那么如果不具備這些知識呢，推薦幾篇我覺得講得比較清楚的文章

《10分鍾理解JS引擎的執行機制》：這是我之前寫的講解eventloop的文章，我覺得還算清晰，但是沒涉及 async
《理解 JavaScript 的 async/await》：這是我讀過的講async await最清楚的文章
《ECMAScript 6 入門 - Promise 對象》：promise就推薦阮一峰老師的ES6吧，不過不熟悉 promise 的應該較少啦。

主要內容

第1部分：對於async await的理解

我推薦的那篇文章，對 async/await 講得更詳細。不過我希望自己能更加精煉的幫你理解它們這部分，主要會講解 3 點內容

async 做一件什么事情？
await 在等什么？
await 等到之后，做了一件什么事情？
async/await 比 promise有哪些優勢？（回頭補充）

async 做一件什么事情？

帶 async 關鍵字的函數，它使得你的函數的返回值必定是 promise 對象

也就是

如果async關鍵字函數返回的不是promise，會自動用Promise.resolve()包裝

如果async關鍵字函數顯式地返回promise，那就以你返回的promise為准

這是一個簡單的例子，可以看到 async 關鍵字函數和普通函數的返回值的區別

async function fn1(){
    return 123
}

function fn2(){
    return 123
}

console.log(fn1())
console.log(fn2())
Promise {<resolved>: 123}

123

所以你看，async 函數也沒啥了不起的，以后看到帶有 async 關鍵字的函數也不用慌張，你就想它無非就是把return值包裝了一下，其他就跟普通函數一樣。

關於async關鍵字還有那些要注意的？

在語義上要理解，async表示函數內部有異步操作
另外注意，一般 await 關鍵字要在 async 關鍵字函數的內部，await 寫在外面會報錯。

await 在等什么？

await等的是右側「表達式」的結果

也就是說，

右側如果是函數，那么函數的return值就是「表達式的結果」

右側如果是一個 'hello' 或者什么值，那表達式的結果就是 'hello'

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

這里注意一點，可能大家都知道await會讓出線程，阻塞后面的代碼，那么上面例子中， 'async2' 和 'script start' 誰先打印呢？

是從左向右執行，一旦碰到await直接跳出, 阻塞async2()的執行？

還是從右向左，先執行async2后，發現有await關鍵字，於是讓出線程，阻塞代碼呢？

實踐的結論是，從右向左的。先打印async2，后打印的script start

之所以提一嘴，是因為我經常看到這樣的說法，「一旦遇到await就立刻讓出線程，阻塞后面的代碼」

這樣的說法，會讓我誤以為，await后面那個函數， async2()也直接被阻塞呢。

await 等到之后，做了一件什么事情？

那么右側表達式的結果，就是await要等的東西。

等到之后，對於await來說，分2個情況

不是promise對象
是promise對象

如果不是 promise , await會阻塞后面的代碼，先執行async外面的同步代碼，同步代碼執行完，再回到async內部，把這個非promise的東西，作為 await表達式的結果

如果它等到的是一個 promise 對象，await 也會暫停async后面的代碼，先執行async外面的同步代碼，等着 Promise 對象 fulfilled，然后把 resolve 的參數作為 await 表達式的運算結果。

第2部分：畫圖一步步看清宏任務、微任務的執行過程

我們以開篇的經典面試題為例，分析這個例子中的宏任務和微任務。

async function async1() {
    console.log("async1 start");
    await async2();
    console.log("async1 end");
}

async function async2() {
    console.log("async2");
}

console.log("script start");

setTimeout(function() {
    console.log("setTimeout");
}, 0);

async1();

new Promise(function(resolve) {
    console.log("promise1");
    resolve();
}).then(function() {
    console.log("promise2");
});

console.log("script end");

先分享一個我個人理解的宏任務和微任務的慨念，在我腦海中宏任務和為微任務如圖所示

也就是「宏任務」、「微任務」都是隊列。

一段代碼執行時，會先執行宏任務中的同步代碼，

如果執行中遇到setTimeout之類宏任務，那么就把這個setTimeout內部的函數推入「宏任務的隊列」中，下一輪宏任務執行時調用。
如果執行中遇到promise.then()之類的微任務，就會推入到「當前宏任務的微任務隊列」中，在本輪宏任務的同步代碼執行都完成后，依次執行所有的微任務1、2、3

下面就以面試題為例子，分析這段代碼的執行順序。

每次宏任務和微任務發生變化，我都會畫一個圖來表示他們的變化。

直接打印同步代碼 console.log('script start')

// 首先是2個函數聲明，雖然有async關鍵字，但不是調用我們就不看。然后首先是打印同步代碼 
console.log('script start')

將setTimeout放入宏任務隊列

默認所包裹的代碼，其實可以理解為是第一個宏任務，所以這里是宏任務2

調用async1，打印同步代碼 console.log( 'async1 start' )

我們說過看到帶有async關鍵字的函數，不用害怕，它的僅僅是把return值包裝成了promise，其他並沒有什么不同的地方。所以就很普通的打印 console.log( 'async1 start' )

分析一下 await async2()

前文提過await，1.它先計算出右側的結果，2.然后看到await后，中斷async函數

先得到await右側表達式的結果。執行async2()，打印同步代碼console.log('async2'), 並且return Promise.resolve(undefined)
await后，中斷async函數，先執行async外的同步代碼

目前就直接打印 console.log('async2')

被阻塞后，要執行async之外的代碼

執行new Promise()，Promise構造函數是直接調用的同步代碼，所以 console.log( 'promise1' )

代碼運行到promise.then()

代碼運行到promise.then()，發現這個是微任務，所以暫時不打印，只是推入當前宏任務的微任務隊列中。

注意：這里只是把promise2推入微任務隊列，並沒有執行。微任務會在當前宏任務的同步代碼執行完畢，才會依次執行

打印同步代碼 console.log('script end')

沒什么好說的。執行完這個同步代碼后，「async外的代碼」終於走了一遍

下面該回到 await 表達式那里，執行await Promise.resolve(undefined)了

回到async內部，執行await Promise.resolve(undefined)

這部分可能不太好理解，我盡量表達我的想法。

對於 await Promise.resolve(undefined) 如何理解呢？

根據 MDN 原話我們知道

如果一個 Promise 被傳遞給一個 await 操作符，await 將等待 Promise 正常處理完成並返回其處理結果。

在我們這個例子中，就是Promise.resolve(undefined)正常處理完成，並返回其處理結果。那么await async2()就算是執行結束了。

目前這個promise的狀態是fulfilled，等其處理結果返回就可以執行await下面的代碼了。

那何時能拿到處理結果呢？

回憶平時我們用promise，調用resolve后，何時能拿到處理結果？是不是需要在then的第一個參數里，才能拿到結果。

（調用resolve時，會把then的參數推入微任務隊列，等主線程空閑時，再調用它）

所以這里的 await Promise.resolve() 就類似於

Promise.resolve(undefined).then((undefined) => {

})

把then的第一個回調參數 (undefined) => {} 推入微任務隊列。

then執行完，才是await async2()執行結束。

await async2()執行結束，才能繼續執行后面的代碼

如圖

此時當前宏任務1都執行完了，要處理微任務隊列里的代碼。

微任務隊列，先進選出的原則，

執行微任務1，打印promise2
執行微任務2，沒什么內容..

但是微任務2執行后，await async2()語句結束，后面的代碼不再被阻塞，所以打印

console.log('async1 end')

宏任務1執行完成后,執行宏任務2

宏任務2的執行比較簡單，就是打印

console.log('setTimeout')

補充在不同瀏覽器上的測試結果

谷歌瀏覽器，目前是版本是「版本 71.0.3578.80（正式版本）（64 位）」 Mac操作系統

Safari瀏覽器的測試結果

火狐瀏覽器的測試結果

如果不理解可以留言，有錯誤的話也歡迎指正。

原文：8張圖幫你一步步看清 async/await 和 promise 的執行順序
作者：ziwei3749