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写给Pythoner的前端进阶指南（四）：异步编程 - 原生支持的 async/await

news 来源：原创 2025/6/8 20:11:46

在开发中，异步编程是处理并发任务的重要方式。无论是请求数据、读取文件还是执行网络操作，异步编程能够有效提升程序的性能和响应速度。Python 和 JavaScript 都支持异步编程，但它们的实现方式有所不同。在这篇文章中，我们将深入探讨 JavaScript 中的异步编程，特别是如何通过回调函数、Promise 以及 async/await 来处理异步任务。对于熟悉 Python 的开发者来说，理解 JavaScript 中的异步编程模式，将有助于你在不同语言之间的过渡。

一、回调函数

1.1 什么是回调函数？

回调函数是指作为参数传递给另一个函数，并在外部函数执行完成后被调用的函数。在 JavaScript 中，回调函数通常用于处理异步操作，比如网络请求、文件读取等。回调函数常见于处理异步任务，然而，当存在多个异步操作时，回调函数容易变得难以维护，这种现象被称为 回调地狱。

回调函数的例子：

// 传统回调函数示例
function fetchData(callback) {setTimeout(() => {console.log("Data fetched");callback("Fetched data");}, 1000);
}fetchData(function(data) {console.log("Received:", data);
});

1.2 回调地狱（Callback Hell）

当有多个嵌套的异步操作时，代码会变得复杂且难以维护。我们称之为“回调地狱”或“回调金字塔”。

// 回调地狱示例
fetchData(function(data1) {processData(data1, function(data2) {saveData(data2, function(response) {console.log("Data saved:", response);});});
});

回调地狱的问题主要在于代码的嵌套层次过多，导致代码可读性差，错误排查也非常困难。

二、Promise

2.1 什么是 Promise？

Promise 是 JavaScript 为了简化异步代码而引入的一种新的机制。它表示一个异步操作的最终完成（或失败）及其结果值。Promise 可以链式调用，使得异步代码更加清晰易懂。一个 Promise 有三种状态：pending（等待中）、fulfilled（已完成）、rejected（已拒绝）。

使用 Promise 进行异步操作：

// 返回一个 Promise 示例
function fetchData() {return new Promise((resolve, reject) => {setTimeout(() => {const success = true;if (success) {resolve("Data fetched");} else {reject("Error fetching data");}}, 1000);});
}fetchData().then(result => console.log(result))  // 输出: Data fetched.catch(error => console.log(error));  // 处理错误

2.2 Promise 的链式调用

通过链式调用，Promise 可以串联多个异步操作，从而避免了回调地狱问题。每个 .then() 都返回一个新的 Promise，因此可以进行进一步的链式调用。

// 链式调用示例
fetchData().then(result => {console.log(result);return processData(result);  // 返回一个新的 Promise}).then(processedData => {console.log("Processed data:", processedData);return saveData(processedData);}).then(savedData => {console.log("Saved data:", savedData);}).catch(error => {console.log("Error:", error);});

通过链式调用，代码变得更加简洁，并且错误处理可以集中在 .catch() 中，提升了代码的可维护性。

三、async/await

3.1 async/await 概述

async/await 是 JavaScript ES2017 引入的异步编程新语法，它基于 Promise，但提供了更简洁的语法和更好的可读性。async 用于定义一个返回 Promise 的函数，而 await 用于等待一个 Promise 完成，并返回其结果。通过 async/await，异步代码看起来像是同步代码，使得程序更易于理解和维护。

使用 async/await 处理异步操作：

// async/await 示例
async function fetchData() {return new Promise(resolve => {setTimeout(() => {resolve("Data fetched");}, 1000);});
}async function main() {try {const result = await fetchData();  // 等待异步操作完成console.log(result);  // 输出: Data fetched} catch (error) {console.log("Error:", error);}
}main();

3.2 错误处理（try/catch）

async/await 提供了类似同步代码的错误处理机制，使用 try/catch 来捕获异常。如果一个 await 表达式的 Promise 被拒绝（rejected），错误会被抛到 catch 块中。

async function fetchData() {throw new Error("Data fetch failed");
}async function main() {try {const result = await fetchData();console.log(result);} catch (error) {console.log("Error:", error.message);  // 输出: Error: Data fetch failed}
}main();

3.3 async/await 与 Promise 的比较

async/await 语法更接近同步代码，避免了大量的 .then() 和 .catch() 链式调用，提升了代码可读性。
async/await 仍然是基于 Promise 的，因此它可以与 Promise 互换使用。

// async/await 与 Promise 的对比
async function fetchData() {return new Promise(resolve => {setTimeout(() => resolve("Data fetched"), 1000);});
}// 使用 Promise
fetchData().then(result => console.log(result));// 使用 async/await
async function main() {const result = await fetchData();console.log(result);
}
main();

四、与 Python 的异步编程对比

Python 和 JavaScript 都提供了异步编程的机制，但它们的实现方式有所不同。Python 使用 asyncio 库，而 JavaScript 使用 async/await。

4.1 Python 中的异步编程（`asyncio`）

在 Python 中，异步编程通过 asyncio 库实现，asyncio 提供了 async 和 await 关键字，语法上与 JavaScript 类似。

Python 中的 `asyncio` 示例：

import asyncioasync def fetch_data():await asyncio.sleep(1)return "Data fetched"async def main():result = await fetch_data()print(result)# 运行异步代码
asyncio.run(main())

4.2 JavaScript 中的 `async/await`

虽然 Python 和 JavaScript 的异步编程语法相似，但它们的实现背景有所不同：

Python (asyncio): Python 使用 asyncio 库来管理异步任务，通常适用于单线程并发操作。
JavaScript (async/await): JavaScript 原生支持异步操作，通常用于处理 I/O 密集型任务，运行时环境（如浏览器或 Node.js）负责处理事件循环。

4.3 异步模型对比

Python 的 asyncio 是基于事件循环的模型，它使用一个协程调度器来管理并发任务，适用于高并发和 I/O 密集型操作。
JavaScript 的 async/await 语法与事件循环模型密切集成，通常用于浏览器端或 Node.js 中进行并发处理。

结语

通过本篇文章，你应该对 JavaScript 中的异步编程有了更深入的理解。从回调函数到 Promise，再到 async/await，逐步简化了异步编程的复杂性。对于 Python 开发者来说，JavaScript 中的异步编程语法与 Python 的 asyncio 非常相似，理解了两者的异同，可以帮助你更快地在不同语言之间切换。

异步编程是现代 Web 开发中不可或缺的一部分，掌握它能够使你处理更多并发任务，提高应用的性能和响应速度。如果你有任何问题，欢迎在评论区讨论或分享你的经验！