8张图让你一步步看清 async/await 和 promise

作者：ziwei3749
https://segmentfault.com/a/1190000017224799

测试一下自己有没有必要看

所以我写这个的文章，主要还是交流学习，如果您已经清楚了eventloop/async/await/promise这些东西呢，可以 break 啦

有说的不对的地方，欢迎留言讨论，

那么还是先通过一道题自我检测一下，是否有必要继续看下去把。

其实呢，这是去年一道烂大街的「今日头条」的面试题。

我觉得这道题的关键，不仅是说出正确的打印顺序，更重要的能否说清楚每一个步骤，为什么这样执行。

    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：因为是一道前端面试题，所以答案是以浏览器的eventloop机制为准的，在node平台上运行会有差异。

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

如果你发现运行结果跟自己想的一样，可以选择跳过这篇文章啦，

或者如果你有兴趣看看俺俩的理解有没有区别，可以跳到后面的 「画图讲解的部分」

需要具备的前置知识

• promise的使用经验
• 浏览器端的eventloop

不过如果是对 ES7 的 async 不太熟悉，是没关系的哈，因为这篇文章会详解 async。

那么如果不具备这些知识呢，推荐几篇我觉得讲得比较清楚的文章

• https://segmentfault.com/a/11... 这是我之前写的讲解eventloop的文章，我觉得还算清晰，但是没涉及 async
• https://segmentfault.com/a/11... 这是我读过的讲async await最清楚的文章
• http://es6.ruanyifeng.com/#do... promise就推荐阮一峰老师的ES6吧，不过不熟悉 promise 的应该较少啦。

主要内容

第1部分：对于async await的理解

我推荐的那篇文章，对 async/await 讲得更详细。不过我希望自己能更加精炼的帮你理解它们

这部分，主要会讲解 3 点内容

• 1.async 做一件什么事情？
• 2.await 在等什么？
• 3.await 等到之后，做了一件什么事情？
• 4.补充: async/await 比 promise有哪些优势？（回头补充）

1.async 做一件什么事情？

一句话概括： 带 async 关键字的函数，它使得你的函数的返回值必定是 promise 对象

也就是

如果async关键字函数返回的不是promise，会自动用Promise.resolve()包装

如果async关键字函数显式地返回promise，那就以你返回的promise为准

这是一个简单的例子，可以看到 async 关键字函数和普通函数的返回值的区别

async function fn1(){
    return 123
}

function fn2(){
    return 123
}

console.log(fn1())
console.log(fn2())

Promise {<resolved>: 123}

123

所以你看，async 函数也没啥了不起的，以后看到带有 async 关键字的函数也不用慌张，你就想它无非就是把return值包装了一下，其他就跟普通函数一样。

关于async关键字还有那些要注意的？

• 在语义上要理解，async表示函数内部有异步操作
• 另外注意，一般 await 关键字要在 async 关键字函数的内部，await 写在外面会报错。

2.await 在等什么？

一句话概括： await等的是右侧「表达式」的结果

也就是说，

右侧如果是函数，那么函数的return值就是「表达式的结果」

右侧如果是一个 'hello' 或者什么值，那表达式的结果就是 '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' )

这里注意一点，可能大家都知道await会让出线程，阻塞后面的代码，那么上面例子中， 'async2' 和 'script start' 谁先打印呢？

是从左向右执行，一旦碰到await直接跳出, 阻塞async2()的执行？

还是从右向左，先执行async2后，发现有await关键字，于是让出线程，阻塞代码呢？

实践的结论是，从右向左的。先打印async2，后打印的script start

之所以提一嘴，是因为我经常看到这样的说法，「一旦遇到await就立刻让出线程，阻塞后面的代码」

这样的说法，会让我误以为，await后面那个函数， async2()也直接被阻塞呢。

3.await 等到之后，做了一件什么事情？

那么右侧表达式的结果，就是await要等的东西。

等到之后，对于await来说，分2个情况

• 不是promise对象
• 是promise对象

如果不是 promise , await会阻塞后面的代码，先执行async外面的同步代码，同步代码执行完，再回到async内部，把这个非promise的东西，作为 await表达式的结果

如果它等到的是一个 promise 对象，await 也会暂停async后面的代码，先执行async外面的同步代码，等着 Promise 对象 fulfilled，然后把 resolve 的参数作为 await 表达式的运算结果。

第2部分：画图一步步看清宏任务、微任务的执行过程

我们以开篇的经典面试题为例，分析这个例子中的宏任务和微任务。

        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' )

先分享一个我个人理解的宏任务和微任务的慨念，在我脑海中宏任务和为微任务如图所示

也就是「宏任务」、「微任务」都是队列。

一段代码执行时，会先执行宏任务中的同步代码，

• 如果执行中遇到setTimeout之类宏任务，那么就把这个setTimeout内部的函数推入「宏任务的队列」中，下一轮宏任务执行时调用。
• 如果执行中遇到promise.then()之类的微任务，就会推入到「当前宏任务的微任务队列」中，在本轮宏任务的同步代码执行都完成后，依次执行所有的微任务1、2、3

下面就以面试题为例子，分析这段代码的执行顺序.

每次宏任务和微任务发生变化，我都会画一个图来表示他们的变化。

直接打印同步代码 console.log('script start')

首先是2个函数声明，虽然有async关键字，但不是调用我们就不看。然后首先是打印同步代码 console.log('script start')

将setTimeout放入宏任务队列

默认<script></script>所包裹的代码，其实可以理解为是第一个宏任务，所以这里是宏任务2

调用async1，打印 同步代码 console.log( 'async1 start' )

我们说过看到带有async关键字的函数，不用害怕，它的仅仅是把return值包装成了promise，其他并没有什么不同的地方。所以就很普通的打印 console.log( 'async1 start' )

分析一下 await async2()

前文提过await，1.它先计算出右侧的结果，2.然后看到await后，中断async函数

- 先得到await右侧表达式的结果。执行async2()，打印同步代码console.log('async2'), 并且return Promise.resolve(undefined)
- await后，中断async函数，先执行async外的同步代码

目前就直接打印 console.log('async2')

被阻塞后，要执行async之外的代码

执行new Promise()，Promise构造函数是直接调用的同步代码，所以 console.log( 'promise1' )

代码运行到promise.then()

代码运行到promise.then()，发现这个是微任务，所以暂时不打印，只是推入当前宏任务的微任务队列中。

注意：这里只是把promise2推入微任务队列，并没有执行。微任务会在当前宏任务的同步代码执行完毕，才会依次执行

打印同步代码 console.log( 'script end' )

没什么好说的。执行完这个同步代码后，「async外的代码」终于走了一遍

下面该回到 await 表达式那里，执行await Promise.resolve(undefined)了

回到async内部，执行await Promise.resolve(undefined)

这部分可能不太好理解，我尽量表达我的想法。

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

https://developer.mozilla.org...

根据 MDN 原话我们知道

如果一个 Promise 被传递给一个 await 操作符，await 将等待 Promise 正常处理完成并返回其处理结果。

在我们这个例子中，就是Promise.resolve(undefined)正常处理完成，并返回其处理结果。那么await async2()就算是执行结束了。

目前这个promise的状态是fulfilled，等其处理结果返回就可以执行await下面的代码了。

那何时能拿到处理结果呢？

回忆平时我们用promise，调用resolve后，何时能拿到处理结果？是不是需要在then的第一个参数里，才能拿到结果。

（调用resolve时，会把then的参数推入微任务队列，等主线程空闲时，再调用它）

所以这里的 await Promise.resolve() 就类似于

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

})

把then的第一个回调参数 (undefined) => {} 推入微任务队列。

then执行完，才是await async2()执行结束。

await async2()执行结束，才能继续执行后面的代码

如图

此时当前宏任务1都执行完了，要处理微任务队列里的代码。

微任务队列，先进先出的原则，

• 执行微任务1，打印promise2
• 执行微任务2，没什么内容..

但是微任务2执行后，await async2()语句结束，后面的代码不再被阻塞，所以打印

console.log( 'async1 end' )

宏任务1执行完成后,执行宏任务2

宏任务2的执行比较简单，就是打印

console.log('setTimeout')

补充在不同浏览器上的测试结果

谷歌浏览器，目前是版本是「版本 71.0.3578.80（正式版本） （64 位）」 Mac操作系统

Safari浏览器的测试结果

火狐浏览器的测试结果

如果不理解可以留言，有错误的话也欢迎指正。

关于执行顺序

评论区有指出

• Chrome72 dev版本的执行顺序是Promise2后打印，
• 或者是babel编译过后的代码是promise2后打印。

我自己也实践了一下babel编译后的代码执行顺序的确是promise2后打印的..

原因是ESMA最新规范的有修改，然后这一点的详情，说实话我目前也不是很清楚，评论区有给出资料，可供参考讨论。

https://github.com/rhinel/blo...