处理可能超时的异步操作

自从 ECMAScript 的 Promise ES2015 和 async/await ES2017 特性发布以后，异步在前端界已经成为特别常见的操作。异步代码和同步代码在处理问题顺序上会存在一些差别，编写异步代码需要拥有跟编写同步代码不同的“意识”，为此我还专门写了一篇「异步编程需要“意识”」，不过看的人不多，可能确实“无趣”。

本文要聊的问题可能仍然“无趣”，但很现实 —— 如果一段代码久久不能执行完成，会怎么样？

如果这是同步代码，我们会看到一种叫做“无响应”的现象，或者通俗地说 —— “死掉了”；但是如果是一段异步代码呢？可能我们等不到结果，但别的代码仍在继续，就好像这件事情没有发生一般。

当然事情并不是真的没发生，只不过在不同的情况下会产生不同的现象。比如有加载动画的页面，看起来就是一直在加载；又比如应该进行数据更新的页面，看不到数据变化；再比如一个对话框，怎么也关不掉 …… 这些现象我们统称为 BUG。但也有一些时候，某个异步操作过程并没有“回显”，它就默默地死在那里，没有人知道，待页面刷新之后，就连一点遗迹都不会留下。

当然，这不是小说，我们得聊点“正事”。

Axios 自带超时处理

使用 Axios 进行 Web Api 调用就是一种常见的异步操作过程。通常我们的代码会这样写：

try {
    const res = await axios.get(url, options);
    // TODO 正常进行后续业务
} catch(err) {
    // TODO 进行容错处理，或者报错
}

这段代码一般情况下都执行良好，直到有一天用户抱怨说：怎么等了半天没反应？

然后开发者意识到，由于服务器压力增大，这个请求已经很难瞬时响应了。考虑到用户的感受，加了一个 loading 动画：

try {
    showLoading();
    const res = await axios.get(url, options);
    // TODO 正常业务
} catch (err) {
    // TODO 容错处理
} finally {
    hideLoading();
}

然而有一天，有用户说：“我等了半个小时，居然一直在那转圈圈！”于是开发者意识到，由于某种原因，请求被卡死了，这种情况下应该重发请求，或者直接报告给用户 —— 嗯，得加个超时检查。

幸运的是 Axios 确实可以处理超时，只需要在 options 里添加一个 timeout: 3000 就能解决问题。如果超时，可以在 catch 块中检测并处理：

try {...}
catch (err) {
    if (err.isAxiosError && !err.response && err.request
        && err.message.startsWith("timeout")) {
        // 如果是 Axios 的 request 错误，并且消息是延时消息
        // TODO 处理超时
    }
}
finally {...}

Axios 没问题了，如果用 fetch() 呢？

处理 fetch() 超时

fetch() 自己不具备处理超时的能力，需要我们判断超时后通过 AbortController 来触发“取消”请求操作。

如果需要中断一个 fetch() 操作，只需从一个 AbortController 对象获取 signal，并将这个信号对象作为 fetch() 的选项传入。大概就是这样：

const ac = new AbortController();
const { signal } = ac;
fetch(url, { signal }).then(res => {
    // TODO 处理业务
});

// 1 秒后取消 fetch 操作
setTimeout(() => ac.abort(), 1000);

ac.abort() 会向 signal 发送信号，触发它的 abort 事件，并将其 .aborted 属性置为 true。fetch() 内部处理会利用这些信息中止掉请求。

上面这个示例演示了如何实现 fetch() 操作的超时处理。如果使用 await 的形式来处理，需要把 setTimeout(...) 放在 fetch(...) 之前：

const ac = new AbortController();
const { signal } = ac;
setTimeout(() => ac.abort(), 1000);
const res = await fetch(url, { signal }).catch(() => undefined); 

为了避免使用 try ... catch ... 来处理请求失败，这里在 fetch() 后加了一个 .catch(...) 在忽略错误的情况。如果发生错误，res 会被赋值为 undefined。实际的业务处理可能需要更合理的 catch() 处理来让 res 包含可识别的错误信息。

本来到这里就可以结束了，但是对每一个 fetch() 调用都写这么长一段代码，会显得很繁琐，不如封装一下：

async function fetchWithTimeout(timeout, resoure, init = {}) {
    const ac = new AbortController();
    const signal = ac.signal;
    setTimeout(() => ac.abort(), timeout);
    return fetch(resoure, { ...init, signal });
}

没问题了吗？不，有问题。

如果我们在上述代码的 setTimeout(...) 里输出一条信息：

setTimeout(() => {
    console.log("It's timeout");
    ac.abort();
}, timeout);

并且在调用的给一个足够的时间：

fetchWithTimeout(5000, url).then(res => console.log("success"));

我们会看到输出 success，并在 5 秒后看到输出 It's timeout。

对了，我们虽然为 fetch(...) 处理了超时，但是并没有在 fetch(...) 成功的情况下干掉 timer。作为一个思维缜密的程序员，怎么能够犯这样的错误呢？干掉他！

async function fetchWithTimeout(timeout, resoure, init = {}) {
    const ac = new AbortController();
    const signal = ac.signal;
    
    const timer = setTimeout(() => {
        console.log("It's timeout");
        return ac.abort();
    }, timeout);
    
    try {
        return await fetch(resoure, { ...init, signal });
    } finally {
        clearTimeout(timer);
    }
}

完美！但问题还没结束。

万物皆可超时

Axios 和 fetch 都提供了中断异步操作的途径，但对于一个不具备 abort 能力的普通 Promise 来说，该怎么办？

对于这样的 Promise，我只能说，让他去吧，随便他去干到天荒地老 —— 反正我也没办法阻止。但生活总得继续，我不能一直等啊！

这种情况下我们可以把 setTimeout() 封装成一个 Promise，然后使用 Promise.race() 来实现“过时不候”：

race 是竞速的意思，所以 Promise.race() 的行为是不是很好理解？

function waitWithTimeout(promise, timeout, timeoutMessage = "timeout") {
    let timer;
    const timeoutPromise = new Promise((_, reject) => {
        timer = setTimeout(() => reject(timeoutMessage), timeout);
    });

    return Promise.race([timeoutPromise, promise])
        .finally(() => clearTimeout(timer));    // 别忘了清 timer
}

可以写一个 Timeout 来模拟看看效果：

(async () => {
    const business = new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000 * 10));

    try {
        await waitWithTimeout(business, 1000);
        console.log("[Success]");
    } catch (err) {
        console.log("[Error]", err);    // [Error] timeout
    }
})();

至于如何写可以中止的异步操作，下次再聊。