摘要：然而異步編程真正發(fā)展壯大，的流行功不可沒。于是從異步編程誕生的那一刻起，它就和回調(diào)函數(shù)綁在了一起。這個(gè)函數(shù)會(huì)起一個(gè)定時(shí)器，在超過指定時(shí)間后執(zhí)行指定的函數(shù)。我們知道是異步編程的未來。

按照維基百科上的解釋：獨(dú)立于主控制流之外發(fā)生的事件就叫做異步。比如說有一段順序執(zhí)行的代碼

void function main() {
  fA();
  fB();
}();

fA => fB 是順序執(zhí)行的，永遠(yuǎn)都是 fA 在 fB 的前面執(zhí)行，他們就是 同步 的關(guān)系。加入這時(shí)使用 setTimeout 將 fA 延后

void function main() {
  setTimeout(fA, 1000);
  fB();
}();

這時(shí)，fA 相對于 fB 就是異步的。main 函數(shù)只是聲明了要在一秒后執(zhí)行一次 fA，而并沒有立刻執(zhí)行它。這時(shí)，fA 的控制流就獨(dú)立于 main 之外。

因?yàn)?setTimeout 的存在，至少在被 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)化的那一刻起，JavaScript 就支持異步編程了。與其他語言的 sleep 不同，setTimeout 是異步的——它不會(huì)阻擋當(dāng)前程序繼續(xù)往下執(zhí)行。

然而異步編程真正發(fā)展壯大，Ajax 的流行功不可沒。Ajax 中的 A（Asynchronous）真正點(diǎn)到了異步的概念——這還是 IE5、IE6 的時(shí)代。

異步任務(wù)執(zhí)行完畢之后怎樣通知開發(fā)者呢？回調(diào)函數(shù)是最樸素的，容易想到的實(shí)現(xiàn)方式。于是從異步編程誕生的那一刻起，它就和回調(diào)函數(shù)綁在了一起。

例如 setTimeout。這個(gè)函數(shù)會(huì)起一個(gè)定時(shí)器，在超過指定時(shí)間后執(zhí)行指定的函數(shù)。比如在一秒后輸出數(shù)字 1，代碼如下：

setTimeout(() => {
  console.log(1);
}, 1000);

常規(guī)用法。如果需求有變，需要每秒輸出一個(gè)數(shù)字（當(dāng)然不是用 setInterval），JavaScript 的初學(xué)者可能會(huì)寫出這樣的代碼：

for (let i = 1; i < 10; ++i) {
  setTimeout(() => { // 錯(cuò)誤！
    console.log(i);
  }, 1000);
}

執(zhí)行結(jié)果是等待 1 秒后，一次性輸出了所有結(jié)果。因?yàn)檫@里的循環(huán)是同時(shí)啟了 10 個(gè)定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器都等待 1 秒，結(jié)果當(dāng)然是所有定時(shí)器在 1 秒后同時(shí)超時(shí)，觸發(fā)回調(diào)函數(shù)。

解法也簡單，只需要在前一個(gè)定時(shí)器超時(shí)后再啟動(dòng)另一個(gè)定時(shí)器，代碼如下：

setTimeout(() => {
  console.log(1);
  setTimeout(() => {
    console.log(2);
    setTimeout(() => {
      console.log(3);
      setTimeout(() => {
        console.log(4);
        setTimeout(() => {
          console.log(5);
          setTimeout(() => {
            // ...
          }, 1000);
        }, 1000);
      }, 1000)
    }, 1000)
  }, 1000)
}, 1000);

層層嵌套，結(jié)果就是這樣的漏斗形代碼。可能有人想到了新標(biāo)準(zhǔn)中的 Promise，可以改寫如下：

function timeout(delay) {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(resolve, delay);
  });
}

timeout(1000).then(() => {
  console.log(1);
  return timeout(1000);
}).then(() => {
  console.log(2);
  return timeout(1000);
}).then(() => {
  console.log(3);
  return timeout(1000);
}).then(() => {
  console.log(4);
  return timeout(1000);
}).then(() => {
  console.log(5);
  return timeout(1000);
}).then(() => {
  // ..
});

漏斗形代碼是沒了，但代碼量本身并沒減少多少。Promise 并沒能干掉回調(diào)函數(shù)。

因?yàn)榛卣{(diào)函數(shù)的存在，循環(huán)就無法使用。不能循環(huán)，那么只能考慮遞歸了，解法如下：

let i = 1;
function next() {
  console.log(i);
  if (++i < 10) {
    setTimeout(next, 1000);
  }
}
setTimeout(next, 1000);

注意雖然寫法是遞歸，但由于 next 函數(shù)都是由瀏覽器調(diào)用的，所以實(shí)際上并沒有遞歸函數(shù)的調(diào)用棧結(jié)構(gòu)。

很多語言都引入了協(xié)程來簡化異步編程，JavaScript 也有類似的概念，叫做 Generator。

MDN 上的解釋：Generator 是一種可以中途退出之后重入的函數(shù)。他們的函數(shù)上下文在每次重入后會(huì)被保持。簡而言之，Generator 與普通 Function 最大的區(qū)別就是：Generator 自身保留上次調(diào)用的狀態(tài)。

舉個(gè)簡單的例子：

function *gen() {
  yield 1;
  yield 2;
  return 3;
}

void function main() {
  var iter = gen();
  console.log(iter.next().value);
  console.log(iter.next().value);
  console.log(iter.next().value);
}();

代碼的執(zhí)行順序是這樣：

請求 gen，得到一個(gè)迭代器 iter。注意此時(shí)并未真正執(zhí)行 gen 的函數(shù)體。

調(diào)用 iter.next()，執(zhí)行 gen 的函數(shù)體。

遇到 yield 1，將 1 返回，iter.next() 的返回值即為 { done: false, value: 1 }，輸出 1

調(diào)用 iter.next()。從上次 yield 出去的地方繼續(xù)往下執(zhí)行 gen。

遇到 yield 2，將 2 返回，iter.next() 的返回值即為 { done: false, value: 2 }，輸出 2

調(diào)用 iter.next()。從上次 yield 出去的地方繼續(xù)往下執(zhí)行 gen。

遇到 return 3，將 3 返回，return 表示整個(gè)函數(shù)已經(jīng)執(zhí)行完畢。iter.next() 的返回值即為 { done: true, value: 3 }，輸出 3

調(diào)用 Generator 函數(shù)只會(huì)返回一個(gè)迭代器，當(dāng)用戶主動(dòng)調(diào)用了 iter.next() 后，這個(gè) Generator 函數(shù)才會(huì)真正執(zhí)行。

你可以使用 for ... of 遍歷一個(gè) iterator，例如

for (var i of gen()) {
  console.log(i);
}

輸出 1 2，最后 return 3 的結(jié)果不算在內(nèi)。想用 Generator 的各項(xiàng)生成一個(gè)數(shù)組也很簡單，Array.from(gen()) 或直接用 [...gen()] 即可，生成 [1, 2] 同樣不包含最后的 return 3。

Generator 也叫半?yún)f(xié)程（semicoroutine），自然與異步關(guān)系匪淺。那么 Generator 是異步的嗎？

既是也不是。前面提到，異步是相對的，例如上面的例子

function *gen() {
  yield 1;
  yield 2;
  return 3;
}

void function main() {
  var iter = gen();
  console.log(iter.next().value);
  console.log(iter.next().value);
  console.log(iter.next().value);
}();

我們可以很直觀的看到，gen 的方法體與 main 的方法體在交替執(zhí)行，所以可以肯定的說，gen 相對于 main 是異步執(zhí)行的。然而此段過程中，整個(gè)控制流都沒有交回給瀏覽器，所以說 gen 和 main 相對于瀏覽器是同步執(zhí)行的。

回到最初的問題：

for (let i = 0; i < 10; ++i) {
  setTimeout(() => {
    console.log(i);
  }, 1000);
  // 等待上面 setTimeout 執(zhí)行完畢
}

關(guān)鍵在于如何等待前面的 setTimeout 觸發(fā)回調(diào)后再執(zhí)行下一輪循環(huán)。如果使用 Generator，我們可以考慮在 setTimeout 后 yield 出去（控制流返還給瀏覽器），然后在 setTimeout 觸發(fā)的回調(diào)函數(shù)中 next，將控制流交還回給代碼，執(zhí)行下一段循環(huán)。

let iter;

function* run() {
  for (let i = 1; i < 10; ++i) {
    setTimeout(() => iter.next(), 1000);
    yield; // 等待上面 setTimeout 執(zhí)行完畢
    console.log(i);
  }
}

iter = run();
iter.next();

代碼的執(zhí)行順序是這樣：

請求 run，得到一個(gè)迭代器 iter。注意此時(shí)并未真正執(zhí)行 run 的函數(shù)體。

調(diào)用 iter.next()，執(zhí)行 run 的函數(shù)體。

循環(huán)開始，i 初始化為 1。

執(zhí)行 setTimeout，啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，回調(diào)函數(shù)延后 1 秒執(zhí)行。

遇到 yield（即 yield undefined），控制流返回到最后的 iter.next() 之后。因?yàn)楹竺鏇]有其他代碼了，瀏覽器獲得控制權(quán)，響應(yīng)用戶事件，執(zhí)行其他異步代碼等。

1 秒后，setTimeout 超時(shí)，執(zhí)行回調(diào)函數(shù) () => iter.next()。

調(diào)用 iter.next()。從上次 yield 出去的地方繼續(xù)往下執(zhí)行，即 console.log(i)，輸出 i 的值。

一次循環(huán)結(jié)束，i 自增為 2，回到第 4 步繼續(xù)執(zhí)行

……

這樣即實(shí)現(xiàn)了類似同步 sleep 的要求。

上面的代碼畢竟需要手工定義迭代器變量，還要手工 next；更重要的是與 setTimeout 緊耦合，無法通用。

我們知道 Promise 是異步編程的未來。能不能把 Promise 和 Generator 結(jié)合使用呢？這樣考慮的結(jié)果就是 async 函數(shù)。

用 async 得到代碼如下

function timeout(delay) {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(resolve, delay);
  });
}

async function run() {
  for (let i = 1; i < 10; ++i) {
    await timeout(1000);
    console.log(i);
  }
}
run();

按照 Chrome 的設(shè)計(jì)文檔，async 函數(shù)內(nèi)部就是被編譯為 Generator 執(zhí)行的。run 函數(shù)本身會(huì)返回一個(gè) Promise，用于使主調(diào)函數(shù)得知 run 函數(shù)什么時(shí)候執(zhí)行完畢。所以 run() 后面也可以 .then(xxx)，甚至直接 await run()。

注意有時(shí)候我們的確需要幾個(gè)異步事件并行執(zhí)行（比如調(diào)用兩個(gè)接口，等兩個(gè)接口都返回后執(zhí)行后續(xù)代碼），這時(shí)就不要過度使用 await，例如：

const a = await queryA(); // 等待 queryA 執(zhí)行完畢后
const b = await queryB(); // 執(zhí)行 queryB
doSomething(a, b);

這時(shí) queryA 和 queryB 就是串行執(zhí)行的。可以略作修改：

const promiseA = queryA(); // 執(zhí)行 queryA
const b = await queryB(); // 執(zhí)行 queryB 并等待其執(zhí)行結(jié)束。這時(shí)同時(shí) queryA 也在執(zhí)行。
const a = await promiseA(); // 這時(shí) queryB 已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束。繼續(xù)等待 queryA 執(zhí)行結(jié)束
doSomething(a, b);

我個(gè)人比較喜歡如下寫法：

const [ a, b ] = await Promise.all([ queryA(), queryB() ]);
doSomething(a, b);

將 await 和 Promise 結(jié)合使用，效果更佳！

如今 async 函數(shù)已經(jīng)被各大主流瀏覽器實(shí)現(xiàn)（除了 IE）。如果要兼容舊版瀏覽器，可以使用 babel 將其編譯為 Generator。如果還要兼容只支持 ES5 的瀏覽器，還可以繼續(xù)把 Generator 編譯為 ES5。編譯后的代碼量比較大，小心代碼膨脹。

如果是用 node 寫 Server，那就不用糾結(jié)了直接用就是了。koa 是用 async 是你的好幫手。