TypeScript：Async Functions

TypeScript 简易教程
一、TypeScript前导
二、TypeScript基础语法
三、TypeScript变量
四、TypeScript Number+String类型
五、TypeScript运算符
六、TypeScript语句
七、TypeScript函数
八、TypeScript 容器类型
九、TypeScript 接口、类、对象
十、TypeScript 命名空间、模块、声明文件
十一、Promise：JavaScript 异步编程的基石
十二、TypeScript：Async Functions

异步函数（Async Functions）是现代JavaScript编程中的一项重要特性，它使得处理异步操作变得更加简洁、直观。自从ES2017规范将其纳入标准以来，异步函数已经成为解决JavaScript中回调地狱（Callback Hell）问题、提高代码可读性和可维护性的利器。

一、基本概念

在JavaScript中，由于其单线程的执行环境，对于需要等待的操作（如网络请求、文件读写等I/O操作），传统的解决方案是使用回调函数或者Promise。然而，当这些异步操作嵌套过多时，代码会变得难以理解和维护，即所谓的“回调地狱”。异步函数正是为了解决这一问题而生，它允许你以同步的方式编写异步代码，使逻辑更加清晰。

二、语法

异步函数通过在函数声明前加上async关键字来定义，函数内部可以使用await关键字等待Promise的结果。下面是一个简单的异步函数示例：

async function fetchUserData(userId) {
    try {
        const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);
        if (!response.ok) {
            throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
        }
        const userData = await response.json();
        return userData;
    } catch (error) {
        console.error('Error fetching user data:', error);
        return null;
    }
}

三、工作原理

async

当一个函数被声明为async时，它总是返回一个Promise。这意味着你可以像处理其他Promise一样处理这个函数的返回值，即使函数内部没有显式地返回一个Promise。

await

在async函数内部，可以使用await关键字暂停函数的执行，直到等待的Promise解析完成。如果Promise成功（resolve），则await表达式的值就是Promise的解析值；如果Promise失败（reject），则会在当前函数中抛出异常，可以通过try...catch语句捕获。

Promise

每个异步函数都会隐式地返回一个Promise对象。即使你的函数没有明确返回任何值，它也会返回一个已解决（resolved）为undefined的Promise。如果你的函数用return语句返回了一个直接值，这个值会被封装进一个已解决的Promise。如果函数内部抛出了一个错误，则返回的Promise会被拒绝（rejected）并带有该错误。

四、实际应用

异步函数在处理各种异步操作时都非常有用，比如：

当然，除了基础示例外，让我们进一步通过几个具体应用场景来加深对异步函数的理解和运用。

文件读写操作（Node.js环境）

在Node.js中，使用fs.promises模块进行异步文件操作非常适合与异步函数搭配使用。

const fs = require('fs').promises;

async function readAndWriteFiles() {
    try {
        // 异步读取文件
        const content = await fs.readFile('source.txt', 'utf8');
        console.log('读取到的内容:', content);

        // 异步写入新文件
        await fs.writeFile('destination.txt', content, 'utf8');
        console.log('文件写入成功');
    } catch (err) {
        console.error('文件操作过程中发生错误:', err);
    }
}

readAndWriteFiles();

并发处理多个异步操作

异步函数结合Promise.all可以方便地并行执行多个异步操作，并在所有操作完成后得到结果。

async function fetchDataParallel(userIds) {
    try {
        const promises = userIds.map(userId => fetchUserData(userId));
        const users = await Promise.all(promises);
        console.log('所有用户数据:', users);
    } catch (error) {
        console.error('获取用户数据时出现错误:', error);
    }
}

// 假设我们有一个用户ID列表
const userIds = [1, 2, 3];
fetchDataParallel(userIds);

延迟执行与定时任务

异步函数可以和setTimeout结合，用于实现定时任务或延迟执行某些操作。

async function delayedGreeting() {
    console.log('开始等待...');
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000)); // 等待2秒
    console.log('你好，世界！');
}

delayedGreeting();

错误处理与重试机制

异步函数中，通过循环和条件判断可以简单实现错误处理和自动重试的逻辑。

async function fetchWithRetry(url, retries = 3) {
    while (retries > 0) {
        try {
            const response = await fetch(url);
            if (response.ok) {
                const data = await response.json();
                console.log('数据获取成功:', data);
                return data;
            } else {
                console.warn(`请求未成功，状态码：${response.status}，尝试重试...`);
            }
        } catch (error) {
            console.error('请求出错，准备重试:', error);
        }
        retries--;
        await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000)); // 每次尝试后等待1秒
    }
    console.error('所有重试均失败');
    return null;
}

fetchWithRetry('https://api.example.com/data');