深入理解JS中的异步函数

首先明确一点，==异步函数不等于微任务==。

异步任务是JavaScript中一种在执行过程中不阻塞主线程的函数，一般用于处理耗时操作，比如网络请求，最后返回的是一个promise对象；
而微任务则是JavaScript事件循环的一种任务类型，主要用于处理 Promise 的回调和 MutationObserver 的回调；并且拥有比宏任务更高的优先级，事件循环会首先处理所有微任务，然后再处理宏任务

二者联系：异步函数会返回一个promise，而promise中的回调则是我们的微任务；而对于async和await，await关键字会暂停函数的执行，直到promise被解析或拒绝，这个过程中await后面的代码会被放入微任务队列中。

那异步函数到底是怎么执行的呢

// 定义一个函数来获取用户数据
function fetchUserData(userId) {
    // 使用 fetch API 发起请求
    return fetch(`https://jsonplaceholder.typicode.com/users/${userId}`)
        .then(response => {
            // 检查响应是否成功
            if (!response.ok) {
                throw new Error('Network response was not ok');
            }
            // 返回解析后的 JSON 数据
            return response.json();
        });
}

// 调用函数并处理返回的 Promise
fetchUserData(1)
    .then(userData => {
        // 输出用户数据
        console.log('User Data:', userData);
    })
    .catch(error => {
        // 处理错误
        console.error('There was a problem with the fetch operation:', error);
    });

// 主线程继续执行其他代码
console.log('Fetching user data...');

在 JavaScript 中，执行栈Call Stack和 任务队列Task Queue是理解异步操作执行机制的关键。我们可以通过分析上面提供的代码来了解它是如何执行的。

执行流程解析

主线程开始执行：
- 当代码开始执行时，JavaScript 引擎会将全局上下文推入执行栈。
**调用 fetchUserData(1)**：
- 主线程遇到 fetchUserData(1) 的调用，进入这个函数。
- 在 fetchUserData 函数内部，调用 fetch 方法发起网络请求。
- fetch 是异步操作，返回一个 Promise。此时，fetch 的执行会被放入 Web API 环境中处理，主线程不会等待它完成，而是继续执行后面的代码。
返回到主线程：
- fetchUserData 函数返回 Promise 对象后，控制权回到主线程，执行栈中的 fetchUserData 函数被弹出。
- 接下来，主线程继续执行后面的代码，输出 Fetching user data... 到控制台。
处理 Promise：
- 当 fetch 请求完成时，它会调用相应的回调函数（即 then() 中的函数），这时会将这个回调函数放入微任务队列（Microtask Queue）。
- 微任务队列优先于宏任务队列（Task Queue），所以在主线程空闲时，会优先执行微任务队列中的任务。
处理响应：
- 当主线程完成当前执行栈中的所有任务后，开始检查微任务队列。
- 从微任务队列中取出 then() 中的回调函数，执行它。
- 在这个回调中，首先检查响应是否成功，如果成功，则调用 response.json()，并返回解析后的 JSON 数据。
- 然后，继续执行下一个 then() 中的回调，输出用户数据到控制台。
处理错误：
- 如果在任何步骤中发生错误（例如网络请求失败），则会调用 catch() 中的错误处理函数，输出错误信息到控制台。

执行栈与任务队列的关系

执行栈：
- 主要用于同步代码的执行。当函数被调用时，它会被推入执行栈，执行完成后从栈中弹出。
微任务队列：
- 存放 Promise 的回调和其他微任务。当主线程空闲时，会优先执行微任务队列中的任务。

总结

在这段代码的执行过程中，JavaScript 的事件循环机制确保了主线程不会被阻塞。尽管 fetch 是异步操作，但主线程在发起请求后继续执行后面的代码，保持响应能力。最终，网络请求完成后，相关的回调被放入微任务队列，并在主线程空闲时执行，从而处理异步操作的结果。这样，整个过程保证了代码的高效和非阻塞特性。

fetch原理

好的，让我们深入探讨一下“fetch 的执行会被放入 Web API 环境中处理”这句话的含义。

Web API 环境

在 JavaScript 中，尤其是在浏览器中，存在一个称为 Web API 的环境。这些 API 提供了与浏览器和操作系统的交互能力，例如处理 DOM、发起网络请求、定时器等。Web API 是在 JavaScript 引擎之外的环境中运行的。

`fetch` 的工作机制

异步调用：
- 当你调用 fetch(url) 时，JavaScript 引擎并不会立即执行这个请求，而是将这个请求的处理交给 Web API。此时，fetch 函数立即返回一个 Promise 对象，表示请求的未来结果。
请求的处理：
- Web API 接收到 fetch 请求后，会去执行实际的网络操作（例如，通过 HTTP 协议向服务器发送请求）。这个过程是异步的，意味着 JavaScript 引擎不会等待这个请求完成，而是继续执行后面的代码。
Promise 的状态变化：
- 一旦网络请求完成（无论是成功还是失败），Web API 会将结果（例如，响应数据或错误信息）传递回 JavaScript 引擎。此时，Promise 的状态会被更新：
  - 如果请求成功，Promise 的状态变为“已解决”（fulfilled），并将响应对象作为值。
  - 如果请求失败，Promise 的状态变为“已拒绝”（rejected），并将错误信息作为值。
微任务队列：
- 当 Promise 的状态变化时，Web API 会将与之相关的回调（即 then() 或 catch() 中的函数）放入微任务队列。这样，JavaScript 引擎可以在主线程空闲时执行这些微任务。

事件循环的角色

事件循环（Event Loop）是 JavaScript 的核心机制之一，它负责协调主线程和异步操作之间的执行。当主线程完成当前执行栈中的所有同步操作后，事件循环会检查微任务队列，优先执行其中的任务（如 then() 和 catch() 中的回调）。因此，尽管 fetch 是异步的，最终结果会在主线程空闲时得到处理。

总结

综上所述，“fetch 的执行会被放入 Web API 环境中处理”意味着当你调用 fetch 时，实际的网络请求是由浏览器的 Web API 处理的，而不是在 JavaScript 引擎的执行栈中同步执行的。这种设计使得 JavaScript 能够高效地处理异步操作，保持主线程的响应能力，从而实现非阻塞的编程模型。