8 张图帮你一步步看清 async/await 和 promise 的执行顺序

青旅半醒 2022-01-29 06:59 158阅读 0赞

为什么写这篇文章？

说实话，关于js的异步执行顺序，宏任务、微任务这些，或者async/await这些慨念已经有非常多的文章写了。

但是怎么说呢，简单来说，业务中很少用async，不太懂async呢，

研究了一天，感觉懂了，所手痒想写一篇 ，哈哈

毕竟自己学会的知识，如果连表达清楚都做不到，怎么能指望自己用好它呢？

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/1190000012806637：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/1190000007535316：这是我读过的讲async await最清楚的文章
 *  http://es6.ruanyifeng.com/\#docs/promise：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：

![1544148170327975.png][]

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')`。

![1544148171542646.png][]

**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：

![1544148171315460.png][]

**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')`。

![1544148171134014.png][]

**分析一下 `awaitasync2()`**

前文提过await，它先计算出右侧的结果，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')`：

![1544148171882669.png][]

被阻塞后，要执行async之外的代码。

**执行 `newPromise()`**

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

**![1544148172584852.png][]**

**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：

![1544148172211975.png][]

**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 `awaitPromise.resolve(undefined)` 了。

![1544148172997139.png][]

**回到async内部，执行 `awaitPromise.resolve(undefined)`**

这部分可能不太好理解，我尽量表达我的想法。

对于 `awaitPromise.resolve(undefined)` 如何理解呢？

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/await

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 `awaitasync2()` 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 `awaitPromise.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 `awaitasync2()` 执行结束。

`awaitasync2()` 执行结束，才能继续执行后面的代码，如图：

![1544148173144366.png][]

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，先进选出的原则：

*  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， `awaitasync2()` 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')

[1544148170327975.png]: https://www.itcodemonkey.com/data/upload/portal/20181207/1544148170327975.png
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