本文詳細介紹了 TypeScript 中 await 的工作原理、語法要求、與 Promise 的關系以及實踐中需要注意的問題，同時針對代碼示例進行了優化和補充說明。

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1. 基本概念

• 異步編程背景
  傳統異步編程常采用回調函數或 Promise 鏈式調用，這容易導致“回調地獄”（即指的是在處理異步操作時，由于多個回調函數層層嵌套，導致代碼結構混亂、可讀性差、難以維護和調試的現象）。async/await 提供了類似同步代碼的寫法，使邏輯更清晰，便于調試和錯誤處理。

• await 的作用

  • await 用于等待一個 Promise 的解析結果。當執行到 await 表達式時，當前的 async 函數暫停執行，直到等待的 Promise 進入 成功（resolve） 或 拒絕（reject） 狀態，然后繼續執行后續代碼。
  • 此外，async 函數會自動捕獲同步錯誤，將其轉換為返回 Promise 的拒絕狀態。

• async 函數返回值及狀態變化

  • async 函數總是返回一個 Promise：

    • 如果函數返回一個非 Promise 值，會等同于返回 Promise.resolve(值)；
    • 如果函數內部拋出異常（無論同步或異步錯誤），返回的 Promise 則進入拒絕狀態（reject），異常作為拒絕原因。

  • 示例：

  async function getNumber() {return 42; // 等同于 return Promise.resolve(42)
  }async function throwError() {throw new Error("失敗"); // 返回被拒絕的 Promise，狀態為 reject
  }
  

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2. 語法要求

• 使用限制
  await 只能在標記為 async 的函數內部使用，否則會導致語法錯誤。例如：

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

• 對非 Promise 值的處理
  如果 await 后面的表達式不是一個 Promise，執行時會直接返回該值（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); // 輸出 42
  }
  testNonPromise();
  

• 對 thenable 對象的處理
  如果表達式是一個具有 then 方法的對象，則會按照 Promise 的規則處理。

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3. 工作原理

• 暫停與狀態機
  當遇到 await 表達式時，當前 async 函數會暫停執行，其內部狀態被保存。等待 Promise 解析后，會恢復執行。在編譯為 ES5 等低版本目標時，TypeScript 會生成類似生成器函數的狀態機代碼，通常借助 __awaiter 輔助函數實現。

• 非阻塞主線程
  盡管 async 函數內部暫停執行，但這不會阻塞 JavaScript 的事件循環，主線程仍可響應其他任務。

• 錯誤處理
  錯誤處理方式有兩種：

  • try/catch 捕獲：
    可集中處理多個 await 操作中的錯誤，適用于同步與異步錯誤均可捕獲。

    async function fetchData() {try {const response = await fetch("https://api.example.com/data");if (!response.ok) throw new Error("請求失敗");const data = await response.json();console.log(data);} catch (error) {console.error("獲取數據失敗：", error);}
    }
    

    說明：try/catch 塊不僅能捕獲 await 等待期間的異步錯誤，還能捕獲函數內部拋出的同步錯誤。

  • 使用 .catch() 方法：
    可在單個 Promise 后直接捕獲錯誤，并返回默認值以便后續流程繼續。

    async function fetchDataWithCatch() {const response = await fetch("https://api.example.com/data").catch(error => {console.error("獲取數據失敗：", error);return null;});if (response) {if (!response.ok) throw new Error("請求失敗");const data = await response.json();console.log(data);}
    }
    

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4. 與 Promise 的比較

• 可讀性提升
  使用 async/await 使得代碼邏輯看起來更接近同步流程，避免了大量 .then() 的嵌套，使錯誤處理更為集中。

• 編譯轉換細節
  TypeScript 編譯器會將 async/await 轉換為基于 Promise 的實現。在目標環境為 ES5 或 ES6 時，轉換后的代碼可能會借助 __awaiter 輔助函數或生成器函數實現狀態機邏輯。例如：

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

  轉換后相當于：

  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("請求失敗");return yield result.json();});
  }
  

  說明：這里展示的轉換邏輯只是示例，具體實現依賴 TypeScript 版本和目標運行環境。

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5. 實踐中的注意事項

• 錯誤處理策略
  對每個 await 操作都建議采用 try/catch 或在調用處使用 .catch() 來捕獲錯誤，確保程序健壯性。
  例如：

  async function riskyOperation() {const response = await fetch("https://api.example.com/data");if (!response.ok) throw new Error("請求失敗");return response.json();
  }riskyOperation().catch(error => {console.error("外部捕獲錯誤：", error);
  });
  

• 并行與串行操作
  對于多個互不依賴的異步操作，若依次使用 await 會導致串行執行，從而影響性能。建議使用 Promise.all 并行處理：

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

  若希望即使部分操作失敗也能獲得全部結果，則可使用 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("失敗原因：", result.reason);}});
  }
  

  說明：在 Promise.allSettled 的示例中，result.reason 類型為 any，視情況可進行類型斷言處理。

• 其他實踐建議

  • HTTP 狀態碼檢查：建議對 fetch 返回的響應進行 response.ok 檢查，以確保請求成功
  • 循環中的 await：當需要對異步迭代（如讀取流、異步生成器）時，可使用 for-await-of 循環
  • top-level await：在模塊環境下（ESM 模塊）TypeScript 也支持頂層 await，但需要確保目標環境的兼容性
  • 術語統一：文中統一使用“拒絕（reject）”描述 Promise 的拒絕狀態

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總結

通過使用 async/await，我們可以編寫出邏輯清晰、易于調試和維護的異步代碼。關鍵要點包括：

• await 只能在 async 函數內使用；
• async 函數返回 Promise，內部的同步錯誤會轉換為 Promise 的拒絕狀態；
• 合理使用 try/catch 和 .catch() 進行錯誤處理；
• 對于多個互不依賴的異步操作，建議采用并行執行方式（如 Promise.all 或 Promise.allSettled）以提升性能；
• 需注意 HTTP 響應狀態碼、循環中的異步處理以及 top-level await 的環境要求。

同時需要認識到，async/await 并非完全替代 Promise，而是對其進行封裝和補充，使得異步代碼在語義和結構上更加直觀。