TypeScript 中 await 的详解

1. 基本概念
2. 语法要求
3. 工作原理
4. 与 Promise 的比较
5. 实践中的注意事项
总结

本文详细介绍了 TypeScript 中 await 的工作原理、语法要求、与 Promise 的关系以及实践中需要注意的问题，同时针对代码示例进行了优化和补充说明。

1. 基本概念

异步编程背景
传统异步编程常采用回调函数或 Promise 链式调用，这容易导致“回调地狱”（即指的是在处理异步操作时，由于多个回调函数层层嵌套，导致代码结构混乱、可读性差、难以维护和调试的现象）。async/await 提供了类似同步代码的写法，使逻辑更清晰，便于调试和错误处理。
await 的作用
- await 用于等待一个 Promise 的解析结果。当执行到 await 表达式时，当前的 async 函数暂停执行，直到等待的 Promise 进入 成功（resolve） 或 拒绝（reject） 状态，然后继续执行后续代码。
- 此外，async 函数会自动捕获同步错误，将其转换为返回 Promise 的拒绝状态。
async 函数返回值及状态变化
- async 函数总是返回一个 Promise：
  - 如果函数返回一个非 Promise 值，会等同于返回 Promise.resolve(值)；
  - 如果函数内部抛出异常（无论同步或异步错误），返回的 Promise 则进入拒绝状态（reject），异常作为拒绝原因。
- 示例：
```
async function getNumber() {return 42; // 等同于 return Promise.resolve(42)
}async function throwError() {throw new Error("失败"); // 返回被拒绝的 Promise，状态为 reject
}
```

2. 语法要求

使用限制
await 只能在标记为 async 的函数内部使用，否则会导致语法错误。例如：

async function getData() {const response = await fetch("https://api.example.com/data");return response.json();
}

对非 Promise 值的处理
如果 await 后面的表达式不是一个 Promise，执行时会直接返回该值（等同于 await Promise.resolve(值)）。例如：

async function testNonPromise() {const result = await 42; // 直接返回 42，等同于 await Promise.resolve(42)console.log(result); // 输出 42
}
testNonPromise();

对 thenable 对象的处理
如果表达式是一个具有 then 方法的对象，则会按照 Promise 的规则处理。

3. 工作原理

暂停与状态机
当遇到 await 表达式时，当前 async 函数会暂停执行，其内部状态被保存。等待 Promise 解析后，会恢复执行。在编译为 ES5 等低版本目标时，TypeScript 会生成类似生成器函数的状态机代码，通常借助 __awaiter 辅助函数实现。
非阻塞主线程
尽管 async 函数内部暂停执行，但这不会阻塞 JavaScript 的事件循环，主线程仍可响应其他任务。

错误处理
错误处理方式有两种：

try/catch 捕获：
可集中处理多个 await 操作中的错误，适用于同步与异步错误均可捕获。

async function fetchData() {try {const response = await fetch("https://api.example.com/data");if (!response.ok) throw new Error("请求失败");const data = await response.json();console.log(data);} catch (error) {console.error("获取数据失败：", error);}
}

说明：try/catch 块不仅能捕获 await 等待期间的异步错误，还能捕获函数内部抛出的同步错误。

使用 .catch() 方法：
可在单个 Promise 后直接捕获错误，并返回默认值以便后续流程继续。

async function fetchDataWithCatch() {const response = await fetch("https://api.example.com/data").catch(error => {console.error("获取数据失败：", error);return null;});if (response) {if (!response.ok) throw new Error("请求失败");const data = await response.json();console.log(data);}
}

4. 与 Promise 的比较

可读性提升
使用 async/await 使得代码逻辑看起来更接近同步流程，避免了大量 .then() 的嵌套，使错误处理更为集中。

编译转换细节
TypeScript 编译器会将 async/await 转换为基于 Promise 的实现。在目标环境为 ES5 或 ES6 时，转换后的代码可能会借助 __awaiter 辅助函数或生成器函数实现状态机逻辑。例如：

async function fetchData() {const result = await fetch("https://api.example.com/data");if (!result.ok) throw new Error("请求失败");return await result.json();
}

转换后相当于：

function fetchData() {return __awaiter(this, void 0, void 0, function* () {const result = yield fetch("https://api.example.com/data");if (!result.ok) throw new Error("请求失败");return yield result.json();});
}

说明：这里展示的转换逻辑只是示例，具体实现依赖 TypeScript 版本和目标运行环境。

5. 实践中的注意事项

错误处理策略
对每个 await 操作都建议采用 try/catch 或在调用处使用 .catch() 来捕获错误，确保程序健壮性。
例如：

async function riskyOperation() {const response = await fetch("https://api.example.com/data");if (!response.ok) throw new Error("请求失败");return response.json();
}riskyOperation().catch(error => {console.error("外部捕获错误：", error);
});

并行与串行操作
对于多个互不依赖的异步操作，若依次使用 await 会导致串行执行，从而影响性能。建议使用 Promise.all 并行处理：

async function fetchMultipleData() {const [data1, data2] = await Promise.all([fetch("https://api.example.com/data1").then(res => {if (!res.ok) throw new Error("data1 请求失败");return res.json();}),fetch("https://api.example.com/data2").then(res => {if (!res.ok) throw new Error("data2 请求失败");return res.json();})]);console.log(data1, data2);
}

若希望即使部分操作失败也能获得全部结果，则可使用 Promise.allSettled：

async function fetchMultipleDataWithAllSettled() {const results = await Promise.allSettled([fetch("https://api.example.com/data1").then(res => res.json()),fetch("https://api.example.com/data2").then(res => res.json())]);results.forEach(result => {if (result.status === 'fulfilled') {console.log(result.value);} else {console.error("失败原因：", result.reason);}});
}

说明：在 Promise.allSettled 的示例中，result.reason 类型为 any，视情况可进行类型断言处理。

其他实践建议
- HTTP 状态码检查：建议对 fetch 返回的响应进行 response.ok 检查，以确保请求成功
- 循环中的 await：当需要对异步迭代（如读取流、异步生成器）时，可使用 for-await-of 循环
- top-level await：在模块环境下（ESM 模块）TypeScript 也支持顶层 await，但需要确保目标环境的兼容性
- 术语统一：文中统一使用“拒绝（reject）”描述 Promise 的拒绝状态