你不知道的 async、await 魔鬼细节

作者: ZH彪 | 来源:发表于2024-07-22 09:51 被阅读0次

0、前言

关于promise、async/await的使用相信很多小伙伴都比较熟悉了，但是提到事件循环机制输出结果类似的题目，你敢说都会？

试一试？

🌰1：

async function async1 () {
    await new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
    console.log('A')
}

async1()

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

// 最终结果👉: B A C D

🌰2：

async function async1 () {
    await async2()
    console.log('A')
}

async function async2 () {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
}

async1()

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

// 最终结果👉: B C D A

❓基本一样的代码为什么会出现差别，话不多说👇

1、async 函数返回值

在讨论 await 之前，先聊一下 async 函数处理返回值的问题，它会像 Promise.prototype.then 一样，会对返回值的类型进行辨识。

👉根据返回值的类型，引起 js引擎对返回值处理方式的不同

📑结论：async函数在抛出返回值时，会根据返回值类型开启不同数目的微任务

return结果值：非thenable、非promise（不等待）
return结果值：thenable（等待 1个then的时间）
return结果值：promise（等待 2个then的时间）

🌰1：

async function testA () {
    return 1;
}

testA().then(() => console.log(1));
Promise.resolve()
    .then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3));

// (不等待)最终结果👉: 1 2 3

🌰2：

async function testB () {
    return {
        then (cb) {
            cb();
        }
    };
}

testB().then(() => console.log(1));
Promise.resolve()
    .then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3));

// (等待一个then)最终结果👉: 2 1 3

🌰3：

async function testC () {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
}

testC().then(() => console.log(1));
Promise.resolve()
    .then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3));
    
// (等待两个then)最终结果👉: 2 3 1




async function testC () {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
} 

testC().then(() => console.log(1));
Promise.resolve()
    .then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3))
    .then(() => console.log(4))

// (等待两个then)最终结果👉: 2 3 1 4

看了这三个🌰是不是对上面的结论有了更深的认识？

稍安勿躁，来试试一个经典面试题👇

async function async1 () {
    console.log('1')
    await async2()
    console.log('AAA')
}

async function async2 () {
    console.log('3')
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
        console.log('4')
    })
}

console.log('5')

setTimeout(() => {
    console.log('6')
}, 0);

async1()

new Promise((resolve) => {
    console.log('7')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('8')
}).then(() => {
    console.log('9')
}).then(() => {
    console.log('10')
})
console.log('11')

// 最终结果👉: 5 1 3 4 7 11 8 9 AAA 10 6

👀做错了吧？

哈哈没关系

步骤拆分👇：

先执行同步代码，输出5
1、执行setTimeout，是放入宏任务异步队列中
2、接着执行async1函数，输出1
3、执行async2函数，输出3
4、Promise构造器中代码属于同步代码，输出4
async2函数的返回值是Promise，等待2个then后放行，所以AAA暂时无法输出
5、async1函数暂时结束，继续往下走，输出7
6、同步代码，输出11
7、执行第一个then，输出8
8、执行第二个then，输出9
9、终于等到了两个then执行完毕，执行async1函数里面剩下的，输出AAA
10、再执行最后一个微任务then，输出10
11、执行最后的宏任务setTimeout，输出6

❓是不是豁然开朗，欢迎点赞收藏！

2、await 右值类型区别

2.1、非 thenable
🌰1：

async function test () {
    console.log(1);
    await 1;
    console.log(2);
}

test();
console.log(3);
// 最终结果👉: 1 3 2

🌰2：

function func () {
    console.log(2);
}

async function test () {
    console.log(1);
    await func();
    console.log(3);
}

test();
console.log(4);

// 最终结果👉: 1 2 4 3

🌰3：

async function test () {
    console.log(1);
    await 123
    console.log(2);
}

test();
console.log(3);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(4))
    .then(() => console.log(5))
    .then(() => console.log(6))
    .then(() => console.log(7));

// 最终结果👉: 1 3 2 4 5 6 7

Note:
await后面接非 thenable 类型，会立即向微任务队列添加一个微任务then，但不需等待

2.2、thenable类型

async function test () {
    console.log(1);
    await {
        then (cb) {
            cb();
        },
    };
    console.log(2);
}

test();
console.log(3);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(4))
    .then(() => console.log(5))
    .then(() => console.log(6))
    .then(() => console.log(7));

// 最终结果👉: 1 3 4 2 5 6 7

Note:
await 后面接 thenable 类型，需要等待一个 then 的时间之后执行

2.3、Promise类型

async function test () {
    console.log(1);
    await new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
    console.log(2);
}

test();
console.log(3);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(4))
    .then(() => console.log(5))
    .then(() => console.log(6))
    .then(() => console.log(7));

// 最终结果👉: 1 3 2 4 5 6 7

❓为什么表现的和非 thenable 值一样呢？为什么不等待两个 then 的时间呢？

Note:
TC 39(ECMAScript标准制定者) 对await 后面是 promise 的情况如何处理进行了一次修改，移除了额外的两个微任务，在早期版本，依然会等待两个 then 的时间
有大佬翻译了官方解释：更快的 async 函数和 promises[1]，但在这次更新中并没有修改 thenable 的情况

这样做可以极大的优化 await 等待的速度👇

async function func () {
    console.log(1);
    await 1;
    console.log(2);
    await 2;
    console.log(3);
    await 3;
    console.log(4);
}

async function test () {
    console.log(5);
    await func();
    console.log(6);
}

test();
console.log(7);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(8))
    .then(() => console.log(9))
    .then(() => console.log(10))
    .then(() => console.log(11));

// 最终结果👉: 5 1 7 2 8 3 9 4 10 6 11

Note：
await 和 Promise.prototype.then 虽然很多时候可以在时间顺序上能等效，但是它们之间有本质的区别。

test 函数中的 await 会等待 func 函数中所有的 await 取得恢复函数执行的命令并且整个函数执行完毕后才能获得取得恢复函数执行的命令；
也就是说，func 函数的 await 此时不能在时间的顺序上等效 then，而要等待到 test 函数完全执行完毕；
比如这里的数字6很晚才输出，如果单纯看成then的话，在下一个微任务队列执行时6就应该作为同步代码输出了才对。

所以我们可以合并两个函数的代码👇

async function test () {
    console.log(5);

    console.log(1);
    await 1;
    console.log(2);
    await 2;
    console.log(3);
    await 3;
    console.log(4);
    await null;
    
    console.log(6);
}

test();
console.log(7);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(8))
    .then(() => console.log(9))
    .then(() => console.log(10))
    .then(() => console.log(11));

// 最终结果👉: 5 1 7 2 8 3 9 4 10 6 11

因为将原本的函数融合，此时的 await 可以等效为 Promise.prototype.then，又完全可以等效如下代码👇

async function test () {
   console.log(5);
   console.log(1);
   Promise.resolve()
       .then(() => console.log(2))
       .then(() => console.log(3))
       .then(() => console.log(4))
       .then(() => console.log(6))
}

test();
console.log(7);

Promise.resolve()
   .then(() => console.log(8))
   .then(() => console.log(9))
   .then(() => console.log(10))
   .then(() => console.log(11));

// 最终结果👉: 5 1 7 2 8 3 9 4 10 6 11

以上三种写法在时间的顺序上完全等效，所以你完全可以将 await 后面的代码可以看做在 then 里面执行的结果，又因为 async 函数会返回 promise 实例，所以还可以等效成👇

async function test () {
    console.log(5);
    console.log(1);
}

test()
    .then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3))
    .then(() => console.log(4))
    .then(() => console.log(6))

console.log(7);

Promise.resolve()
    .then(() => console.log(8))
    .then(() => console.log(9))
    .then(() => console.log(10))
    .then(() => console.log(11));

// 最终结果👉: 5 1 7 2 8 3 9 4 10 6 11

可以发现，test 函数全是走的同步代码...

所以👉：async/await 是用同步的方式，执行异步操作

3、🌰

🌰1：

async function async2 () {
    new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
}

async function async3 () {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve()
    })
}

async function async1 () {
    // 方式一：最终结果：B A C D
    // await new Promise((resolve, reject) => {
    //     resolve()
    // })

    // 方式二：最终结果：B A C D
    // await async2()

    // 方式三：最终结果：B C D A
    await async3()

    console.log('A')
}

async1()

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

大致思路👇：
首先，async函数的整体返回值永远都是Promise，无论值本身是什么
方式一：await的是Promise，无需等待
方式二：await的是async函数，但是该函数的返回值本身是非thenable，无需等待
方式三：await的是async函数，且返回值本身是Promise，需等待两个then时间

🌰2：

function func () {
   console.log(2);

   // 方式一：1 2 4  5 3 6 7
   // Promise.resolve()
   //     .then(() => console.log(5))
   //     .then(() => console.log(6))
   //     .then(() => console.log(7))

   // 方式二：1 2 4  5 6 7 3
   return Promise.resolve()
       .then(() => console.log(5))
       .then(() => console.log(6))
       .then(() => console.log(7))
}

async function test () {
   console.log(1);
   await func();
   console.log(3);
}

test();
console.log(4);

步骤拆分👇：
方式一：
同步代码输出1、2，接着将log(5)处的then1加入微任务队列，await拿到确切的func函数返回值undefined，将后续代码放入微任务队列（then2，可以这样理解）
执行同步代码输出4，到此，所有同步代码完毕
执行第一个放入的微任务then1输出5，产生log(6)的微任务then3
执行第二个放入的微任务then2输出3
然后执行微任务then3，输出6，产生log(7)的微任务then4
执行then4，输出7
方式二：
同步代码输出1、2，await拿到func函数返回值，但是并未获得具体的结果（由Promise本身机制决定），暂停执行当前async函数内的代码（跳出、让行）
输出4，到此，所有同步代码完毕
await一直等到Promise.resolve().then...执行完成，再放行输出3

方式二没太明白❓

继续👇

function func () {
    console.log(2);

    return Promise.resolve()
        .then(() => console.log(5))
        .then(() => console.log(6))
        .then(() => console.log(7))
}

async function test () {
    console.log(1);
    await func()
    console.log(3);
}

test();
console.log(4);

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

// 最终结果👉: 1 2 4    B 5 C 6 D 7 3

还是没懂？

继续👇

async function test () {
    console.log(1);
    await Promise.resolve()
        .then(() => console.log(5))
        .then(() => console.log(6))
        .then(() => console.log(7))
    console.log(3);
}

test();
console.log(4);

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

// 最终结果👉: 1 4    B 5 C 6 D 7 3

Note:

综上，await一定要等到右侧的表达式有确切的值才会放行，否则将一直等待（阻塞当前async函数内的后续代码），不服看看这个👇

function func () {
  return new Promise((resolve) => {
      console.log('B')
      // resolve() 故意一直保持pending
  })
}

async function test () {
  console.log(1);
  await func()
  console.log(3);
}

test();
console.log(4);
// 最终结果👉: 1 B 4 (永远不会打印3)


// ---------------------或者写为👇-------------------
async function test () {
  console.log(1);
  await new Promise((resolve) => {
      console.log('B')
      // resolve() 故意一直保持pending
  })
  console.log(3);
}

test();
console.log(4);
// 最终结果👉: 1 B 4 (永远不会打印3)

🌰3：

async function func () {
    console.log(2);
    return {
        then (cb) {
            cb()
        }
    }
}

async function test () {
    console.log(1);
    await func();
    console.log(3);
}

test();
console.log(4);

new Promise((resolve) => {
    console.log('B')
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('C')
}).then(() => {
    console.log('D')
})

// 最终结果👉: 1 2 4 B C 3 D

步骤拆分👇：

同步代码输出1、2
await拿到func函数的具体返回值thenable，将当前async函数内的后续代码放入微任务then1(但是需要等待一个then时间)
同步代码输出4、B，产生log(C)的微任务then2
由于then1滞后一个then时间，直接执行then2输出C，产生log(D)的微任务then3
执行原本滞后一个then时间的微任务then1，输出3
执行最后一个微任务then3输出D

4、总结

async函数返回值

📑结论：async函数在抛出返回值时，会根据返回值类型开启不同数目的微任务

return结果值：非thenable、非promise（不等待）
return结果值：thenable（等待 1个then的时间）
return结果值：promise（等待 2个then的时间）
await右值类型区别

接非 thenable 类型，会立即向微任务队列添加一个微任务then，但不需等待

接 thenable 类型，需要等待一个 then 的时间之后执行

接Promise类型(有确定的返回值)，会立即向微任务队列添加一个微任务then，但不需等待

TC 39 对await 后面是 promise 的情况如何处理进行了一次修改，移除了额外的两个微任务，在早期版本，依然会等待两个 then 的时间
参考资料
[1]
https://juejin.cn/post/6844903715342647310#heading-3: https://juejin.cn/post/6844903715342647310#heading-3

你不知道的 async、await 魔鬼细节

0、前言

1、async 函数返回值

2、await 右值类型区别

3、🌰

4、总结

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