JS `async` 函数的返回值总是 `Promise` 的深入理解

各位听众，大家好！今天，咱们来聊聊 JavaScript 中 async 函数的返回值，保证让大家听完之后，对 async 函数的 "Promise 化" 有一个更深入的理解。说白了，就是要搞清楚 async 函数为什么总是返回 Promise，以及它到底是怎么运作的。

开场白：async 函数，你到底是个啥？

大家肯定都用过 async 函数，也知道它跟 await 搭配起来简直是异步编程的救星。但是，有没有想过，为啥 async 函数非要返回一个 Promise？它到底在背后做了哪些事情？别急，咱们一步步来解开这个谜团。

第一幕：Promise 的前世今生

在 async/await 出现之前，JavaScript 处理异步操作主要靠回调函数。回调地狱的滋味，相信大家都深有体会吧？代码层层嵌套，可读性极差，维护起来更是噩梦。

后来，Promise 诞生了，它提供了一种更优雅的方式来处理异步操作。Promise 代表着一个异步操作的最终完成（或失败）及其结果值。它可以处于三种状态：

Pending (进行中): 初始状态，既没有被 fulfilled，也没有被 rejected。
Fulfilled (已完成): 操作成功完成。
Rejected (已拒绝): 操作失败。

Promise 还有一个很重要的特性：链式调用。这意味着你可以使用 .then() 和 .catch() 来处理 Promise 的结果和错误，让代码看起来更简洁、更易读。

第二幕：async/await 的横空出世

async/await 实际上是 Promise 的语法糖。它让我们可以像写同步代码一样来写异步代码，极大地提高了代码的可读性和可维护性。

async 关键字用于声明一个异步函数。
await 关键字用于暂停 async 函数的执行，直到一个 Promise resolve 或 reject。

第三幕：async 函数的返回值：一个必然的 Promise

好，现在进入正题。async 函数的返回值，无论你返回什么，最终都会被包裹成一个 Promise 对象。这是为什么呢？

其实，这跟 async/await 的设计初衷有关。async/await 的目标是让异步代码看起来像同步代码一样，而 Promise 是 JavaScript 中处理异步操作的标准方式。为了实现这个目标，async 函数必须返回一个 Promise，以便 await 关键字能够正常工作。

让我们来看几个例子：

例 1：返回一个普通值

async function getValue() {
  return 10;
}

getValue().then(value => {
  console.log(value); // 输出：10
});

console.log(getValue()); // 输出：Promise {<fulfilled>: 10}

在这个例子中，getValue() 函数返回一个数字 10。但是，当我们调用 getValue() 时，它返回的是一个 Promise 对象，并且这个 Promise 对象的状态是 fulfilled，值为 10。

例 2：返回一个 Promise

async function getPromise() {
  return Promise.resolve(20);
}

getPromise().then(value => {
  console.log(value); // 输出：20
});

console.log(getPromise()); // 输出：Promise {<fulfilled>: 20}

在这个例子中，getPromise() 函数返回一个已经 resolved 的 Promise 对象，值为 20。同样，当我们调用 getPromise() 时，它返回的仍然是一个 Promise 对象。

例 3：没有返回值

async function noReturn() {
  console.log("Hello");
}

noReturn().then(value => {
  console.log(value); // 输出：undefined
});

console.log(noReturn()); // 输出：Promise {<fulfilled>: undefined}

在这个例子中，noReturn() 函数没有返回值。在这种情况下，async 函数会隐式地返回一个 Promise 对象，并且这个 Promise 对象的状态是 fulfilled，值为 undefined。

例 4：抛出错误

async function throwError() {
  throw new Error("Something went wrong!");
}

throwError().catch(error => {
  console.error(error); // 输出：Error: Something went wrong!
});

console.log(throwError()); // 输出：Promise {<rejected>: Error: Something went wrong!}

在这个例子中，throwError() 函数抛出一个错误。在这种情况下，async 函数会返回一个 Promise 对象，并且这个 Promise 对象的状态是 rejected，值为抛出的错误。

第四幕：深入剖析 async 函数的内部机制

那么，async 函数内部到底发生了什么，才导致它总是返回 Promise 呢？

简单来说，当 JavaScript 引擎遇到一个 async 函数时，它会做以下几件事：

创建 Promise 对象： 首先，引擎会创建一个新的 Promise 对象。
执行函数体： 然后，引擎会执行 async 函数体中的代码。
处理返回值： 根据函数体的返回值，引擎会采取不同的处理方式：
- 如果返回的是一个 Promise 对象： 引擎会直接返回这个 Promise 对象。
- 如果返回的是一个普通值： 引擎会使用 Promise.resolve() 将这个值包装成一个 fulfilled 的 Promise 对象，然后返回。
- 如果没有返回值： 引擎会返回一个 fulfilled 的 Promise 对象，值为 undefined。
- 如果抛出了错误： 引擎会使用 Promise.reject() 将这个错误包装成一个 rejected 的 Promise 对象，然后返回。

第五幕： await 关键字的威力

await 关键字只能在 async 函数中使用。它的作用是暂停 async 函数的执行，直到一个 Promise resolve 或 reject。

当引擎遇到 await 关键字时，它会做以下几件事：

等待 Promise： 引擎会等待 await 后面跟着的 Promise 对象 resolve 或 reject。
处理 Promise 的结果：
- 如果 Promise resolve： 引擎会将 Promise 的结果值赋给 await 表达式，并继续执行 async 函数。
- 如果 Promise reject： 引擎会抛出一个错误，或者将错误传递给 try...catch 块（如果存在）。

表格总结：async 函数返回值的情况

返回值类型	`async` 函数返回的 Promise 状态	Promise 的值
Promise	与返回的 Promise 状态相同	与返回的 Promise 的值相同
普通值	Fulfilled	返回的普通值
无返回值	Fulfilled	`undefined`
抛出错误	Rejected	抛出的错误

代码示例：更复杂的场景

async function fetchData() {
  try {
    const response = await fetch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1');
    const data = await response.json();
    return data;
  } catch (error) {
    console.error("Error fetching data:", error);
    throw error; // 重要的是重新抛出错误，以便调用者能够处理
  }
}

fetchData()
  .then(data => {
    console.log("Data:", data);
  })
  .catch(error => {
    console.error("Caught error:", error);
  });

在这个例子中，fetchData() 函数使用 await 关键字来等待 fetch() 和 response.json() 的结果。如果 fetch() 或 response.json() 抛出错误，catch 块会捕获这个错误，并重新抛出。这样，调用 fetchData() 的代码就可以使用 .then() 和 .catch() 来处理成功的结果和错误。

第六幕：为什么 async 必须返回 Promise？深入思考

现在，我们更深入地思考一下：为什么 async 函数必须返回 Promise？

答案在于 async/await 的设计目标：简化异步编程。为了达到这个目标，async/await 需要提供一种统一的方式来处理异步操作的结果和错误。而 Promise 正是 JavaScript 中处理异步操作的标准方式。

如果 async 函数不返回 Promise，那么 await 关键字就无法正常工作。因为 await 关键字需要等待一个 Promise 对象 resolve 或 reject。

此外，如果 async 函数不返回 Promise，那么我们就无法使用 .then() 和 .catch() 来处理异步操作的结果和错误。这将使得异步代码的处理变得更加复杂和困难。

总结：async 函数，Promise 的化身

总而言之，async 函数总是返回 Promise 是 JavaScript 语言设计上的一个重要决策。它保证了 async/await 能够简化异步编程，并提供一种统一的方式来处理异步操作的结果和错误。

理解 async 函数的返回值是 Promise，对于编写高效、可维护的异步代码至关重要。希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解 async 函数，并在实际开发中灵活运用。

记住，async 函数是披着同步外衣的异步操作，而 Promise 是它不变的内核。掌握了这一点，你就能在异步编程的世界里游刃有余！

感谢大家的聆听！希望今天的讲座对您有所帮助。

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