Promise、Generator、Async有什么区别？

前言

我们知道​​Promise​​​与​​Async/await​​​函数都是用来解决JavaScript中的异步问题的，从最开始的回调函数处理异步，到​​Promise​​​处理异步，到​​Generator​​​处理异步，再到​​Async/await​​​处理异步，每一次的技术更新都使得JavaScript处理异步的方式更加优雅，从目前来看，​​Async/await​​被认为是异步处理的终极解决方案，让JS的异步处理越来越像同步任务。异步编程的最高境界，就是根本不用关心它是不是异步。

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异步解决方案的发展历程

1.回调函数

从早期的Javascript代码来看，在ES6诞生之前，基本上所有的异步处理都是基于回调函数函数实现的，你们可能会见过下面这种代码：

ajax('aaa', () => {
    // callback 函数体
    ajax('bbb', () => {
        // callback 函数体
        ajax('ccc', () => {
            // callback 函数体
        })
    })
})

没错，在ES6出现之前，这种代码可以说是随处可见。它虽然解决了异步执行的问题，可随之而来的是我们常听说的回调地狱问题：

• 没有顺序可言：嵌套函数执行带来的是调试困难，不利于维护与阅读
• 耦合性太强：一旦某一个嵌套层级有改动，就会影响整个回调的执行

所以，为了解决这个问题，社区最早提出和实现了​​Promise​​，ES6将其写进了语言标准，统一了用法。

2.Promise

Promise 是异步编程的一种解决方案，比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大。它就是为了解决回调函数产生的问题而诞生的。

有了​​Promise​​​对象，就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数。此外，​​Promise​​对象提供统一的接口，使得控制异步操作更加容易。

所以上面那种回调函数的方式我们可以改成这样：(前提是ajax已用Promise包装)

ajax('aaa').then(res=>{
  return ajax('bbb')
}).then(res=>{
  return ajax('ccc')
})

通过使用​​Promise​​​来处理异步，比以往的回调函数看起来更加清晰了，解决了回调地狱的问题，​​Promise​​​的​​then​​的链式调用更能让人接受，也符合我们同步的思想。

但Promise也有它的缺点：

• Promise的内部错误使用​​try catch​​​捕获不到，只能只用​​then​​​的第二个回调或​​catch​​来捕获

let pro
try{
    pro = new Promise((resolve,reject) => {
        throw Error('err....')
    })
}catch(err){
    console.log('catch',err) // 不会打印
}
pro.catch(err=>{
    console.log('promise',err) // 会打印
})

• Promise一旦新建就会立即执行，无法取消

之前写过一篇从如何使用到如何实现一个Promise，讲解了Promise如何使用以及内部实现原理。对Promise还不太理解的同学可以看看～

3.Generator

​​Generator​​​ 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同。​​Generator​​ 函数将 JavaScript 异步编程带入了一个全新的阶段。

声明

与函数声明类似，不同的是​​function​​​关键字与函数名之间有一个星号，以及函数体内部使用​​yield​​​表达式，定义不同的内部状态（​​yield​​在英语里的意思就是“产出”）。

function* gen(x){
 const y = yield x + 6;
 return y;
}
// yield 如果用在另外一个表达式中,要放在()里面
// 像上面如果是在=右边就不用加()
function* genOne(x){
  const y = `这是第一个 yield 执行:${yield x + 1}`;
 return y;
}

执行

const g = gen(1);
//执行 Generator 会返回一个Object,而不是像普通函数返回return 后面的值
g.next() // { value: 7, done: false }
//调用指针的 next 方法,会从函数的头部或上一次停下来的地方开始执行，直到遇到下一个 yield 表达式或return语句暂停,也就是执行yield 这一行
// 执行完成会返回一个 Object,
// value 就是执行 yield 后面的值,done 表示函数是否执行完毕
g.next() // { value: undefined, done: true }
// 因为最后一行 return y 被执行完成,所以done 为 true

调用 Generator 函数后，该函数并不执行，返回的也不是函数运行结果，而是一个指向内部状态的指针对象，也就是​​遍历器对象（Iterator Object）​​​。下一步，必须调用遍历器对象的​​next​​方法，使得指针移向下一个状态。

所以上面的回调函数又可以写成这样：

function *fetch() {
    yield ajax('aaa')
    yield ajax('bbb')
    yield ajax('ccc')
}
let gen = fetch()
let res1 = gen.next() // { value: 'aaa', done: false }
let res2 = gen.next() // { value: 'bbb', done: false }
let res3 = gen.next() // { value: 'ccc', done: false }
let res4 = gen.next() // { value: undefined, done: true } done为true表示执行结束

由于 Generator 函数返回的遍历器对象，只有调用​​next​​​方法才会遍历下一个内部状态，所以其实提供了一种可以暂停执行的函数。​​yield​​表达式就是暂停标志。

遍历器对象的​​next​​方法的运行逻辑如下。

（1）遇到​​yield​​​表达式，就暂停执行后面的操作，并将紧跟在​​yield​​​后面的那个表达式的值，作为返回的对象的​​value​​属性值。

（2）下一次调用​​next​​​方法时，再继续往下执行，直到遇到下一个​​yield​​表达式。

（3）如果没有再遇到新的​​yield​​​表达式，就一直运行到函数结束，直到​​return​​​语句为止，并将​​return​​​语句后面的表达式的值，作为返回的对象的​​value​​属性值。

（4）如果该函数没有​​return​​​语句，则返回的对象的​​value​​​属性值为​​undefined​​。

​​yield​​表达式本身没有返回值，或者说总是返回​​undefined​​。​​next​​方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个​​yield​​表达式的返回值。

怎么理解这句话？我们来看下面这个例子：

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}

var a = foo(5);
a.next() // Object{value:6, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:false}
a.next() // Object{value:NaN, done:true}

var b = foo(5);
b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

由于​​yield​​​没有返回值，所以（yield（x+1））执行后的值是​​undefined​​​，所以在第二次执行​​a.next()​​​是其实是执行的​​2*undefined​​​，所以值是​​NaN​​​，所以下面b的例子中，第二次执行​​b.next()​​​时传入了12，它会当成第一次​​b.next()​​的执行返回值，所以b的例子中能够正确计算。这里不能把next执行结果中的value值与yield返回值搞混了，它两不是一个东西

yield与return的区别

相同点:

• 都能返回语句后面的那个表达式的值
• 都可以暂停函数执行

区别:

• 一个函数可以有多个 yield,但是只能有一个 return
• yield 有位置记忆功能,return 没有

4.Async/await

​​Async/await​​​其实就是上面​​Generator​​​的语法糖，​​async​​​函数其实就相当于​​funciton *​​​的作用，而​​await​​​就相当与​​yield​​​的作用。而在​​async/await​​​机制中，自动包含了我们上述封装出来的​​spawn​​自动执行函数。

所以上面的回调函数又可以写的更加简洁了：

async function fetch() {
    await ajax('aaa')
    await ajax('bbb')
    await ajax('ccc')
}
// 但这是在这三个请求有相互依赖的前提下可以这么写，不然会产生性能问题，因为你每一个请求都需要等待上一次请求完成后再发起请求，如果没有相互依赖的情况下，建议让它们同时发起请求，这里可以使用Promise.all()来处理

​​async​​​函数对​​Generator​​函数的改进，体现在以下四点：

• 内置执行器：​​async​​​函数执行与普通函数一样，不像​​Generator​​​函数，需要调用​​next​​​方法，或使用​​co​​模块才能真正执行
• 语意化更清晰：​​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。
• 适用性更广：​​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，但这时会自动转成立即 resolved 的 Promise 对象）。
• 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。你可以用​​then​​方法指定下一步的操作。

async函数

async函数的返回值为Promise对象，所以它可以调用then方法

async function fn() {
  return 'async'
}
fn().then(res => {
  console.log(res) // 'async'
})

await表达式

await 右侧的表达式一般为 promise 对象, 但也可以是其它的值

1. 如果表达式是 promise 对象, await 返回的是 promise 成功的值
2. 如果表达式是其它值, 直接将此值作为 await 的返回值
3. await后面是Promise对象会阻塞后面的代码，Promise 对象 resolve，然后得到 resolve 的值，作为 await 表达式的运算结果
4. 所以这就是await必须用在async的原因，async刚好返回一个Promise对象，可以异步执行阻塞

function fn() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(() => {
            resolve(1000)
        }, 1000);
    })
}
function fn1() { return 'nanjiu' }
async function fn2() {
    // const value = await fn() // await 右侧表达式为Promise，得到的结果就是Promise成功的value
    // const value = await '南玖'
    const value = await fn1()
    console.log('value', value)
}
fn2() // value 'nanjiu'

异步方案比较

后三种方案都是为解决传统的回调函数而提出的，所以它们相对于回调函数的优势不言而喻。而​​async/await​​​又是​​Generator​​函数的语法糖。

• Promise的内部错误使用​​try catch​​​捕获不到，只能只用​​then​​​的第二个回调或​​catch​​​来捕获，而​​async/await​​​的错误可以用​​try catch​​捕获
• ​​Promise​​​一旦新建就会立即执行，不会阻塞后面的代码，而​​async​​函数中await后面是Promise对象会阻塞后面的代码。
• ​​async​​​函数会隐式地返回一个​​promise​​​，该​​promise​​​的​​reosolve​​值就是函数return的值。
• 使用​​async​​​函数可以让代码更加简洁，不需要像​​Promise​​​一样需要调用​​then​​​方法来获取返回值，不需要写匿名函数处理​​Promise​​的resolve值，也不需要定义多余的data变量，还避免了嵌套代码。

说了这么多，顺便看个题吧～

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

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout')
}, 0)

new Promise(resolve => {
    console.log('Promise')
    resolve()
})
.then(function() {
    console.log('promise1')
})
.then(function() {
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

解析：

打印顺序应该是：​​ script start -> async2 end -> Promise -> script end -> async1 end -> promise1 -> promise2 -> setTimeout​​

老规矩，全局代码自上而下执行，先打印出​​script start​​​，然后执行async1(),里面先遇到await async2(),执行async2,打印出​​async2 end​​​，然后await后面的代码放入微任务队列，接着往下执行new Promise，打印出​​Promise​​​,遇见了resolve，将第一个then方法放入微任务队列，接着往下执行打印出​​script end​​​，全局代码执行完了，然后从微任务队列中取出第一个微任务执行，打印出​​async1 end​​​,再取出第二个微任务执行，打印出​​promise1​​​,然后这个then方法执行完了，当前Promise的状态为​​fulfilled​​​,它也可以出发then的回调，所以第二个then这时候又被加进了微任务队列，然后再出微任务队列中取出这个微任务执行，打印出​​promise2​​​,此时微任务队列为空，接着执行宏任务队列，打印出​​setTimeout​​。

解题技巧：

• 无论是then还是catch里的回调内容只要代码正常执行或者正常返回，则当前新的Promise实例为fulfilled状态。如果有报错或返回Promise.reject()则新的Promise实例为rejected状态。
• fulfilled状态能够触发then回调
• rejected状态能够触发catch回调
• 执行async函数，返回的是Promise对象
• await相当于Promise的then并且同一作用域下await下面的内容全部作为then中回调的内容
• 异步中先执行微任务，再执行宏任务

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