面试官问 async、await 函数原理是在问什么？_编程技术

面试官问 async、await 函数原理是在问什么？

1. 前言

这周看的是 co 的源码，我对 co 比较陌生，没有了解和使用过。因此在看源码之前，我希望能大概了解 co 是什么，解决了什么问题。

2. 简单了解 co

先看了 co 的 GitHub，README 是这样介绍的：

Generator based control flow goodness for nodejs and the browser, using promises, letting you write non-blocking code in a nice-ish way.

看起来有点懵逼，又查了一些资料，大多说 co 是用于 generator 函数的自动执行。generator 是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，它最大的特点是可以控制函数的执行。

2.1 关于 generator

说到异步编程，我们很容易想到还有 promise，async 和 await。它们有什么区别呢？先看看 JS 异步编程进化史：callback -> promise -> generator -> async + await

面试官问 async、await 函数原理是在问什么？

JS 异步编程

再看看它们语法上的差异：

Callback	Promise	Generator	async + await + Promise
ajax(url, () => {})	Promise((resolve,reject) => { resolve() }).then()	function* gen() { yield 1}	async getData() { await fetchData() }

关于 generator 的学习不在此篇幅详写了，需要了解它的概念和语法。

3. 学习目标

经过简单学习，大概明白了 co 产生的背景，因为 generator 函数不会自动执行，需要手动调用它的 next() 函数，co 的作用就是自动执行 generator 的 next() 函数，直到 done 的状态变成 true 为止。

那么我这一期的学习目标：

1）解读 co 源码，理解它是如何实现自动执行 generator

2）动手实现一个简略版的 co

4. 解读 co 源码

co 源码地址：https://github.com/tj/co

4.1 整体架构

从 README 中，可以看到是如何使用 co ：

co(function* () {
var result = yield Promise.resolve(true);
return result;
}).then(function (value) {
console.log(value);
}, function (err) {
console.error(err.stack);
});

从代码可以看到它接收了一个 generator 函数，返回了一个 Promise，这部分对应的源码如下。

function co(gen) {
var ctx = this;
// 获取参数
var args = slice.call(arguments, 1);
// 返回一个 Promise
return new Promise(function(resolve, reject) {
// 把 ctx 和参数传递给 gen 函数
if (typeof gen === 'function') gengen = gen.apply(ctx, args);
// 判断 gen.next 是否函数，如果不是直接 resolve(gen)
if (!gen || typeof gen.next !== 'function') return resolve(gen);
// 先执行一次 next
onFulfilled();
// 实际上就是执行 gen.next 函数，获取 gen 的值
function onFulfilled(res) {
var ret;
try {
ret = gen.next(res);
} catch (e) {
return reject(e);
}
next(ret);
return null;
}
// 对 gen.throw 的处理
function onRejected(err) {
var ret;
try {
ret = gen.throw(err);
} catch (e) {
return reject(e);
}
next(ret);
}
// 实际处理的函数，会递归执行，直到 ret.done 状态为 true
function next(ret) {
// 如果生成器的状态 done 为 true，就 resolve(ret.value)，返回结果
if (ret.done) return resolve(ret.value);
// 否则，将 gen 的结果 value 封装成 Promise
var value = toPromise.call(ctx, ret.value);
// 判断 value 是否 Promise，如果是就返回 then
if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected);
// 如果不是 Promise，Rejected
return onRejected(new TypeError('You may only yield a function, promise, generator, array, or object, '
+ 'but the following object was passed: "' + String(ret.value) + '"'));
}
});
}

看到这里，我产生了一个疑问：Promise + then 也可以处理异步编程，为什么 co 的源码里要把 Promise + generator 结合起来呢，为什么要这样做？直到我搞懂了 co 的核心目的，它使 generator 和 yield 的语法更趋向于同步编程的写法，引用阮一峰的网络日志中的一句话就是：

异步编程的语法目标，就是怎样让它更像同步编程。

可以看一个 Promise + then 的例子：

function getData() {
return new Promise(function(resolve, reject) {
resolve(1111)
})
}
getData().then(function(res) {
// 处理第一个异步的结果
console.log(res);
// 返回第二个异步
return Promise.resolve(2222)
})
.then(function(res) {
// 处理第二个异步的结果
console.log(res)
})
.catch(function(err) {
console.error(err);
})

如果有多个异步处理就会需要写多少个 then 来处理异步之间可能存在的同步关系，从以上的代码可以看到 then 的处理是一层一层的嵌套。如果换成 co，在写法上更优雅也更符合日常同步编程的写法：

co(function* () {
try {
var result1 = yield Promise.resolve(1111)
// 处理第一个异步的结果
console.log(result1);
// 返回第二个异步
var result2 = yield Promise.resolve(2222)
// 处理第二个异步的结果
console.log(result2)
} catch (err) {
console.error(err)
}
});

4.2 分析 next 函数

源码的 next 函数接收一个 gen.next() 返回的对象 ret 作为参数，形如{value: T, done: boolean}，next 函数只有四行代码。

第一行：if (ret.done) return resolve(ret.value); 如果 ret.done 为 true，表明 gen 函数到了结束状态，就 resolve(ret.value)，返回结果。

第二行：var value = toPromise.call(ctx, ret.value); 调用 toPromise.call(ctx, ret.value) 函数，toPromise 函数的作用是把 ret.value 转化成 Promise 类型，也就是用 Promise 包裹一层再 return 出去。

function toPromise(obj) {
// 如果 obj 不存在，直接返回 obj
if (!obj) return obj;
// 如果 obj 是 Promise 类型，直接返回 obj
if (isPromise(obj)) return obj;
// 如果 obj 是生成器函数或遍历器对象, 就递归调用 co 函数
if (isGeneratorFunction(obj) || isGenerator(obj)) return co.call(this, obj);
// 如果 obj 是普通的函数类型，转换成 Promise 类型函数再返回
if ('function' == typeof obj) return thunkToPromise.call(this, obj);
// 如果 obj 是一个数组, 转换成 Promise 数组再返回
if (Array.isArray(obj)) return arrayToPromise.call(this, obj);
// 如果 obj 是一个对象, 转换成 Promise 对象再返回
if (isObject(obj)) return objectToPromise.call(this, obj);
// 其他情况直接返回
return obj;
}

第三行：if (value && isPromise(value)) return value.then(onFulfilled, onRejected); 如果 value 是 Promise 类型，调用 onFulfilled 或 onRejected，实际上是递归调用了 next 函数本身，直到 done 状态为 true 或 throw error。

第四行：return onRejected(...) 如果不是 Promise，直接 Rejected。