Async await изнутри — как устроено?

Question

[DailyDDose]

const sleep = ms => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
 
(async() => {
    setTimeout(() => console.log('1000'), 1000);
    await sleep(5000);
    console.log('5');
})();

Почему 1000 выводится раньше, чем 5?

Answer 1

[Антон Спирин]

async/await лишь удобная обертка над промисами. Подробней о async/await можете почитать тут.
1000 выводится раньше потому, что функция, благодаря использованию ключевого слова await, дожидается ответа от Promise возвращаемого функцией sleep и только после этого продолжает выполнение.
В V8 async/await так же как и Promise реализованы на JavaScript. С реализацией можно ознакомиться тут.
Как можно видеть реализована она на генераторах.

Аналог вашего примера без использования async/await:

const sleep = ms => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));

(() => {
    setTimeout(() => console.log('1000'), 1000);
    sleep(5000).then(() => {
      console.log('5');
    });
})();

Так же async function всегда возвращает Promise, даже если вы ничего не возвращаете.

Comments

[DailyDDose]

Антон Спирин, Правильно ли я понял, что await не блокирует поток.
А код, который следует после await попадает в Task queue, и как только промис отрезолвится, тогда и EventLoop отправит в CallStack этот самый код, который следует после await?

[Антон Спирин]

DailyDDose, если вы спрашиваете блокирует ли сама функция async основной поток при исользовании ключевого слова await, то нет ,так как она всегда возвращает Promise.
То что вы написали верно логически. И в случае с несколькими следующими друг за другом await:

(async() => {
    setTimeout(() => console.log('1000'), 1000);
    await sleep(5000);
    console.log('5');
    await sleep(5000);
    console.log('5');
})();

Аналогично:

(() => {
    setTimeout(() => console.log('1000'), 1000);
    sleep(5000).then(() => {
      console.log('5');
      sleep(5000).then(() => {
        console.log('5');
      };
    });
})();

В случае с параллельным выполнением:

function resolveAfter2Seconds(x) {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve(x);
    }, 2000);
  });
}

async function add1(x) {
  var a = resolveAfter2Seconds(20);
  var b = resolveAfter2Seconds(30);
  return x + await a + await b;
}

Аналогично:

function resolveAfter2Seconds(x) {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve(x);
    }, 2000);
  });
}

function add1(x) {
  var a = resolveAfter2Seconds(20);
  var b = resolveAfter2Seconds(30);

  return new Promise(resolve => {
     Promise.all([a, b]).then(results => {
       resolve(x + results[0] + results[1]);
     })
  });
}

Согласитесь использовать async/await во втором случае гораздо удобней. Да и в первом случае мы избавляемся от колбеков в коде.

Answer 2

[Александр Таратин]

Как генераторы для бедных (вообще ценность async/await довольно сомнительна, после введения генераторов).
Под капотом все это дело преобразовывается в машину состояний, с сохранением стека при переключении.
Чтобы лучше понять данный механизм, посмотрите как работают транспиляторы babel или typescript
Например typescript преобразует ваш код в

var __awaiter = (this && this.__awaiter) || function (thisArg, _arguments, P, generator) {
    return new (P || (P = Promise))(function (resolve, reject) {
        function fulfilled(value) { try { step(generator.next(value)); } catch (e) { reject(e); } }
        function rejected(value) { try { step(generator["throw"](value)); } catch (e) { reject(e); } }
        function step(result) { result.done ? resolve(result.value) : new P(function (resolve) { resolve(result.value); }).then(fulfilled, rejected); }
        step((generator = generator.apply(thisArg, _arguments || [])).next());
    });
};
var __generator = (this && this.__generator) || function (thisArg, body) {
    var _ = { label: 0, sent: function() { if (t[0] & 1) throw t[1]; return t[1]; }, trys: [], ops: [] }, f, y, t, g;
    return g = { next: verb(0), "throw": verb(1), "return": verb(2) }, typeof Symbol === "function" && (g[Symbol.iterator] = function() { return this; }), g;
    function verb(n) { return function (v) { return step([n, v]); }; }
    function step(op) {
        if (f) throw new TypeError("Generator is already executing.");
        while (_) try {
            if (f = 1, y && (t = y[op[0] & 2 ? "return" : op[0] ? "throw" : "next"]) && !(t = t.call(y, op[1])).done) return t;
            if (y = 0, t) op = [0, t.value];
            switch (op[0]) {
                case 0: case 1: t = op; break;
                case 4: _.label++; return { value: op[1], done: false };
                case 5: _.label++; y = op[1]; op = [0]; continue;
                case 7: op = _.ops.pop(); _.trys.pop(); continue;
                default:
                    if (!(t = _.trys, t = t.length > 0 && t[t.length - 1]) && (op[0] === 6 || op[0] === 2)) { _ = 0; continue; }
                    if (op[0] === 3 && (!t || (op[1] > t[0] && op[1] < t[3]))) { _.label = op[1]; break; }
                    if (op[0] === 6 && _.label < t[1]) { _.label = t[1]; t = op; break; }
                    if (t && _.label < t[2]) { _.label = t[2]; _.ops.push(op); break; }
                    if (t[2]) _.ops.pop();
                    _.trys.pop(); continue;
            }
            op = body.call(thisArg, _);
        } catch (e) { op = [6, e]; y = 0; } finally { f = t = 0; }
        if (op[0] & 5) throw op[1]; return { value: op[0] ? op[1] : void 0, done: true };
    }
};
var _this = this;
var sleep = function (ms) { return new Promise(function (resolve) { return setTimeout(resolve, ms); }); };
(function () { return __awaiter(_this, void 0, void 0, function () {
    return __generator(this, function (_a) {
        switch (_a.label) {
            case 0:
                setTimeout(function () { return console.log('1000'); }, 1000);
                return [4 /*yield*/, sleep(5000)];
            case 1:
                _a.sent();
                console.log('5');
                return [2 /*return*/];
        }
    });
}); })();

Браузерные движки и nodejs делают под капотом примерно тоже самое.

Comments

[Антон Спирин]

async/await и генераторы имеют разное назначение и наличие одного, никак не обесценивает наличие другого.
В V8 async/await, как и Promise реализована на JavaScript и исходный код можно постотреть тут.
Тут сравнение async/await c написаной на генераторах библиотекой co. async/await выполняется быстрей.
Так же, Koa выпилили co во второй версии и советуют использовать async/await вместо генераторов.

[Александр Таратин]

В V8 async/await, как и Promise реализована на js

И правда, и нет
https://github.com/v8/v8/blob/5.7.228/src/js/async...
Судя по комментарию вполне очевидна трансформация async -> generator
Я бы не назвал это реализацией, скорее тонкая прослойка для перехода к генераторам. Этакий встроенный аналог библиотеки co.
Про Promise же я ничего не говорил.

async/await и генераторы имеют совершенно разное назначение

Главное что механизм один и тот же - преостановка выполнения функции для выполнения в этот период остальных асинхронных задач. Только у генераторов функционал богаче, и async/await могут быть реализованы через генераторы.
Поэтому ввод дополнительных синтаксических конструкций имхо в язык был сделан зря.

[Александр Таратин]

Пока писал ответ, вы свой исправили.
Теперь мой выглядит глупо, но да пофиг.

[Антон Спирин]

Александр Таратин, так то, что она реализована на генераторах, никак не отрицает факта, что назначение у нее и у генераторов разное.
async/await это отличное выразительное средство для языка, вы видите ключевое слово await и смысл написаного становится ясен без подробностей контекста. Ну и в отличии от использования генераторов вам не надо ничего писать или тянуть библиотеку, а работает быстрей.