摘要：換句話說，當一個異步過程調用發出后，調用者不會立刻得到結果。參考文章珠峰架構課墻裂推薦細說異步函數發展歷程異步編程謝謝各位小伙伴愿意花費寶貴的時間閱讀本文，如果本文給了您一點幫助或者是啟發，請不要吝嗇你的贊和，您的肯定是我前進的最大動力。

知其然知其所以然，首先了解三個概念：

1.什么是同步？

所謂同步，就是在發出一個"調用"時，在沒有得到結果之前，該“調用”就不返回。但是一旦調用返回，就得到返回值了。換句話說，就是由“調用者”主動等待這個“調用”的結果。此調用執行完之前，阻塞之后的代碼執行。

2.什么是異步？

"調用"在發出之后，這個調用就直接返回了，所以沒有返回結果。換句話說，當一個異步過程調用發出后，調用者不會立刻得到結果。而是在"調用"發出后，"被調用者"通過狀態、通知來通知調用者，或通過回調函數處理這個調用。異步調用發出后，不影響后面代碼的執行。

3.JavaScript 中為什么需要異步？

首先我們知道JavaScript是單線程的(即使新增了webworker，但是本質上JS還是單線程)。同步代碼意味著什么呢？意味著有可能會阻塞，當我們有一個任務需要時間較長時，如果使用同步方式，那么就會阻塞之后的代碼執行。而異步則不會，我們不會等待異步代碼的之后，繼續執行異步任務之后的代碼。

概念了解完了，我們就要進入今天的正題了。首先大家思考一下：平時在工作中，主要使用了哪些異步解決方案，這些異步方案有什么優缺點？

異步最早的解決方案是回調函數，如事件的回調，setInterval/setTimeout中的回調。但是回調函數有一個很常見的問題，就是回調地獄的問題(稍后會舉例說明);

為了解決回調地獄的問題，社區提出了Promise解決方案，ES6將其寫進了語言標準。Promise一定程度上解決了回調地獄的問題，但是Promise也存在一些問題，如錯誤不能被try catch，而且使用Promise的鏈式調用，其實并沒有從根本上解決回調地獄的問題，只是換了一種寫法。

ES6中引入 Generator 函數，Generator是一種異步編程解決方案，Generator 函數是協程在 ES6 的實現，最大特點就是可以交出函數的執行權，Generator 函數可以看出是異步任務的容器，需要暫停的地方，都用yield語句注明。但是 Generator 使用起來較為復雜。

ES7又提出了新的異步解決方案:async/await，async是 Generator 函數的語法糖，async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。

回調函數 ---> Promise ---> Generator ---> async/await.

//node讀取文件
fs.readFile(xxx, "utf-8", function(err, data) {
    //code
});

回調函數的使用場景(包括但不限于):

事件回調

Node API

setTimeout/setInterval中的回調函數

ajax 請求

回調函數的優點: 簡單。

回調函數的缺點：

異步回調嵌套會導致代碼難以維護，并且不方便統一處理錯誤，不能 try catch 和 回調地獄(如先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C...)。

fs.readFile(A, "utf-8", function(err, data) {
    fs.readFile(B, "utf-8", function(err, data) {
        fs.readFile(C, "utf-8", function(err, data) {
            fs.readFile(D, "utf-8", function(err, data) {
                //....
            });
        });
    });
});

Promise 一定程度上解決了回調地獄的問題，Promise 最早由社區提出和實現，ES6 將其寫進了語言標準，統一了用法，原生提供了Promise對象。

那么我們看看Promise是如何解決回調地獄問題的，仍然以上文的readFile 為例(先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C)。

function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}
read(A).then(data => {
    return read(B);
}).then(data => {
    return read(C);
}).then(data => {
    return read(D);
}).catch(reason => {
    console.log(reason);
});

Promise 的優點:

一旦狀態改變，就不會再變，任何時候都可以得到這個結果

可以將異步操作以同步操作的流程表達出來，避免了層層嵌套的回調函數

缺點:

無法取消 Promise

當處于pending狀態時，無法得知目前進展到哪一個階段

錯誤不能被 try catch

假設有這樣一個需求：讀取A,B,C三個文件內容，都讀取成功后，再輸出最終的結果。在Promise之前，我們一般可以借助發布訂閱模式去實現:

let pubsub = {
    arry: [],
    emit() {
        this.arry.forEach(fn => fn());
    },
    on(fn) {
        this.arry.push(fn);
    }
}

let data = [];
pubsub.on(() => {
    if(data.length === 3) {
        console.log(data);
    }
});
fs.readFile(A, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});
fs.readFile(B, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});
fs.readFile(C, "utf-8", (err, value) => {
    data.push(value);
    pubsub.emit();
});

Promise給我們提供了 Promise.all 的方法，對于這個需求，我們可以使用 Promise.all 來實現。

/**
 * 將 fs.readFile 包裝成promise接口
 */
function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}

/**
 * 使用 Promise
 * 
 * 通過 Promise.all 可以實現多個異步并行執行，同一時刻獲取最終結果的問題
 */
Promise.all([
    read(A),
    read(B),
    read(C)
]).then(data => {
    console.log(data);
}).catch(err => console.log(err));

可執行代碼可戳: github.com/YvetteLau/B…

Generator 函數是 ES6 提供的一種異步編程解決方案，整個 Generator 函數就是一個封裝的異步任務，或者說是異步任務的容器。異步操作需要暫停的地方，都用 yield 語句注明。

Generator 函數一般配合 yield 或 Promise 使用。Generator函數返回的是迭代器。對生成器和迭代器不了解的同學，請自行補習下基礎。下面我們看一下 Generator 的簡單使用:

function* gen() {
    let a = yield 111;
    console.log(a);
    let b = yield 222;
    console.log(b);
    let c = yield 333;
    console.log(c);
    let d = yield 444;
    console.log(d);
}
let t = gen();
//next方法可以帶一個參數，該參數就會被當作上一個yield表達式的返回值
t.next(1); //第一次調用next函數時，傳遞的參數無效
t.next(2); //a輸出2;
t.next(3); //b輸出3; 
t.next(4); //c輸出4;
t.next(5); //d輸出5;

為了讓大家更好的理解上面代碼是如何執行的，我畫了一張圖，分別對應每一次的next方法調用:

仍然以上文的 readFile (先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C)為例，使用 Generator + co庫來實現:

const fs = require("fs");
const co = require("co");
const bluebird = require("bluebird");
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);

function* read() {
    yield readFile(A, "utf-8");
    yield readFile(B, "utf-8");
    yield readFile(C, "utf-8");
    //....
}
co(read()).then(data => {
    //code
}).catch(err => {
    //code
});

Generator的缺點大約不用我說了，除非是找虐，不然一般不會直接使用 Generator 來解決異步的(當然也不排除是因為我不熟練)~~~

不使用co庫，如何實現？能否自己寫一個最簡的 my_co，有助于理解 async/await 的實現原理 ？請戳: github.com/YvetteLau/B…

PS: 如果你還不太了解 Generator/yield，建議閱讀ES6相關文檔。

ES7中引入了 async/await 概念。async 其實是一個語法糖，它的實現就是將 Generator函數和自動執行器（co），包裝在一個函數中。

async/await 的優點是代碼清晰，不用像 Promise 寫很多 then 鏈，就可以處理回調地獄的問題。并且錯誤可以被try catch。

仍然以上文的readFile (先讀取A文本內容，再根據A文本內容讀取B再根據B的內容讀取C) 為例，使用 async/await 來實現:

const fs = require("fs");
const bluebird = require("bluebird");
const readFile = bluebird.promisify(fs.readFile);


async function read() {
    await readFile(A, "utf-8");
    await readFile(B, "utf-8");
    await readFile(C, "utf-8");
    //code
}

read().then((data) => {
    //code
}).catch(err => {
    //code
});

使用 async/await 實現此需求：讀取A,B,C三個文件內容，都讀取成功后，再輸出最終的結果。

function read(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        fs.readFile(url, "utf8", (err, data) => {
            if(err) reject(err);
            resolve(data);
        });
    });
}

async function readAsync() {
    let data = await Promise.all([
        read(A),
        read(B),
        read(C)
    ]);
    return data;
}

readAsync().then(data => {
    console.log(data);
});

所以JS的異步發展史，可以認為是從 callback -> promise -> generator -> async/await。async/await 使得異步代碼看起來像同步代碼，異步編程發展的目標就是讓異步邏輯的代碼看起來像同步一樣。

因本人水平有限，文中內容未必百分百正確，如有不對的地方，請給我留言，謝謝。

 邀請你加入 Step-By-Step 項目

不積跬步無以至千里。 我是公眾號【前端宇宙】作者劉小夕，我將和大家一起一步一個腳印，向前端專家邁進。 Step-By-Step

每個工作日我會發布一個前端相關的問題(目的是為了切實掌握相關的知識點)，歡迎在 Issue 區留下你的答案。

節假日不會發布任何問題，希望大家能夠利用節假日回顧一周所學。每周末我會進行一次匯總(整理出最優答案)，以便大家回顧。

參考文章：

[1] 珠峰架構課(墻裂推薦)

[2] 細說JavaScript異步函數發展歷程

[3] ES6 Promise

[4] ES6 Generator

[5] ES6 async

[6] JavaScript異步編程

謝謝各位小伙伴愿意花費寶貴的時間閱讀本文，如果本文給了您一點幫助或者是啟發，請不要吝嗇你的贊和Star，您的肯定是我前進的最大動力。github.com/YvetteLau/B…

關注小姐姐的公眾號，加入交流群。