await 和 promise 的執行順序

首先小鄒帶你看一道幾年特別流行的面試題,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,為什麼這樣執行。

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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,可以跳到後面的 「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,是沒關係的哈,因為這篇文章會詳解 async。

那麼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分鐘理解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 做一件什麼事情?
  • await 在等什麼?
  • await 等到之後,做了一件什麼事情?
  • async/await 比 promise有哪些優勢?(回頭補充)

async 做一件什麼事情?

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為準

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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

所以你看,async 函數也沒啥了不起的,以後看到帶有 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 在等什麼?

await等的是右側「表達式」的結果

也就是說,

右側如果是函數,那麼函數的return值就是「表達式的結果」

右側如果是一個 ‘hello’ 或者什麼值,那表達式的結果就是 ‘hello’

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

這裡注意一點,可能大家都知道await會讓出線程,阻塞後面的代碼,那麼上面例子中, ‘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後,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,後打印的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,阻塞後面的代碼」

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

await 等到之後,做了一件什麼事情?

那麼右側表達式的結果,就是await要等的東西。

等到之後,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會阻塞後面的代碼,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後面的代碼,先執行async外面的同步代碼,等著 Promise 對象 fulfilled,然後把 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。

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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,那麼就把這個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後,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。然後首先是打印同步代碼 
console.log('script start')
深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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,所以這裡是宏任務2

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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,其他並沒有什麼不同的地方。所以就很普通的打印 console.log( ‘async1 start’ )

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

分析一下 await async2()

前文提過await,1.它先計算出右側的結果,2.然後看到await後,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後,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’)

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

被阻塞後,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’ )

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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:這裡只是把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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

打印同步代碼 console.log(‘script end’)

沒什麼好說的。執行完這個同步代碼後,「async外的代碼」終於走了一遍

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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

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

這部分可能不太好理解,我儘量表達我的想法。

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。那麼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後,何時能拿到處理結果?是不是需要在then的第一個參數裡,才能拿到結果。

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

所以這裡的 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,才能繼續執行後面的代碼

如圖

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

此時當前宏任務1都執行完了,要處理微任務隊列裡的代碼。

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,沒什麼內容..

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

console.log(‘async1 end’)

宏任務1執行完成後,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

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

Safari瀏覽器的測試結果

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

火狐瀏覽器的測試結果

深入理解async/await 和 promise 的執行順序

如果不理解可以留言,有錯誤的話也歡迎指正。


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