【async/await版】JavaScriptでループ中にスリープしたい。それも読みやすいコードで

JavaScriptでループ中にスリープしたい。それも読みやすいコードでという5年くらい前の記事を読み、コメント欄に、今だったらasync/awaitを使ってこうできるよーという例が挙げあられていたんですが、パッと見て理解できなかったのでメモとして残しておきます。

理解するのに役立ったのは、JavaScript Promiseの本の1.2.1. Promise workflow、5.3. await式です。
setTimeoutの挙動をgifで説明している♻️ JavaScript Visualized: Event Loopも参考になりました。

今回は、1000ミリ秒ごとにランダムな数字を出力する処理を10回繰り返すコードを目標とします。

以下は、動かないけど実現したいコードです。

for (let i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(Math.random())
    sleep(1000);
}

async/awaitでやってみる

上のコードは、以下のように async/await を用いて実現できます。

function sleep(milliseconds) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, milliseconds));
}

async function main() {
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(Math.random());
    await sleep(1000);
  }
}

main()

ちょっとした解説

• await式では非同期処理を実行し完了するまで、次の行（次の文）を実行しない
  => sleep(1000)の実行が終わるまでfor文の次の周期にはいかない(1000ミリ秒停止する)。

• sleep関数はPromiseを返している
  => sleep(1000)の実行が終わる　=　PromiseがFulfilledになる　=　promiseオブジェクトがsetTimeoutでmilliseconds(1000ミリ秒)後にresolveされる

new Promise(resolve => setTimeout(resolve, milliseconds)); ってなんだ？

違和感があったのは、await式の返り値がないことです。
例えば、以下のコードだとawait式の返り値は sccess となります。

function sleep(milliseconds) {
    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => {
            resolve("success")
        }, milliseconds)
    });
}

async function main() {
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(Math.random());
    let value = await sleep(1000);
    console.log(value) // sccess
  }
}

main()

しかし今回は時間を止めるだけなのでPromiseは値をresolveする必要はないため、ちょっと違和感のあるコードになっていました。

function sleep(milliseconds) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, milliseconds));
}

async function main() {
  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(Math.random());
    let value = await sleep(1000);
    console.log(value) // undefined
  }
}

main()

async/awaitを使わずPromiseだけでやってみる

特に意味はないですが勉強になりそうなので。

Promiseのthenを復習する

参考 とほほのPromise入門

100の2倍を求める非同期関数の使用例です。

function func1(data, callback) {
  setTimeout(() => {
    callback(data * 2);
  }, 1000);
}

function sample_callback() {
  func1(100, function(value) {
    console.log(value); //200
  });
}

sample_callback();

この時点でつまずきそうですが、関数そのものを引数にして渡してるだけです。
これをPromiseで書き換えると以下になります。

function func2(data) {
  return new Promise(function(resolve) {
    setTimeout(function() {
      resolve(data * 2);
    }, 1000);
  });
}

function sample_promise() {
  func2(100).then(data => {
    console.log(data); // 200
  });
}

sample_promise();

Promiseが1000ミリ秒後に resolve(data * 2) と解決されて then の onFulfilled に設定された関数に data * 2 という値を渡します。
awaitの代わりにthenを使っているイメージを持っているのですがあってるでしょうか？？？

promise chain

以下のコードでは、promise chain をつなげて処理をしています。
returnされてきた func2(data)に対してさらに then で処理することを繰り返しています。
このコードでは、一秒間隔で 200, 400, 800 が出力されます。

function func2(data) {
  return new Promise(function(resolve) {
    setTimeout(() => {
      resolve(data * 2);
    }, 1000);
  });
}

function sample_promise3() {
  func2(100)
    .then(data => {
      console.log(data);
      return func2(data); // 200
    })
    .then(data => {
      console.log(data);
      return func2(data); // 400
    })
    .then(data => {
      console.log(data); // 800
    });
}

sample_promise3();

本題

ここまで理解できたのでasync/awaitを使わずPromiseだけでやってみます。

let myPromise = main(1000);

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  myPromise = myPromise.then(num => {
    console.log(num);
    return main(1000);
  });
}

function main(milliseconds) {
  return new Promise(function(resolve) {
    setTimeout(function() {
      resolve(Math.random());
    }, milliseconds);
  });
}

for文の中身が少しややこしくて、

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  myPromise = myPromise.then(num => {
    console.log(num);
    return main(1000);
  });
}

は、以下と(ほぼ)同義です。

myPromise
  .then(num => {
    console.log(num);
    return main(1000);
  })
  .then(num => {
    console.log(num);
    return main(1000);
  })
  .then(num => {
    console.log(num);
  });

もっと分かりやすくすると、

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  myPromise = myPromise.then(hoge)
}

は、以下と同義です。

myPromise
  .then(hoge)
  .then(hoge)
  .then(hoge);

まとめ

Promiseのみを使う

let myPromise = main(1000);

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  myPromise = myPromise.then(num => {
    console.log(num);
    return main(1000);
  });
}

function main(milliseconds) {
  return new Promise(function(resolve) {
    setTimeout(() => {
      resolve(Math.random());
    }, milliseconds);
  });
}

async/awaitを使う

function sleep(milliseconds) {
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, milliseconds));
}

async function main() {
  for (let i = 0; i < 3; i++) {
    console.log(Math.random());
    await sleep(1000);
  }
}

main()

async/awaitの方がだいぶ直感的ですね！！
「Promiseのみを使う」のlet myPromise = main(1000);で最初にpending状態のPromiseを定義するのも違和感がありますね。

半日かけでじっくりやったので、Promiseおよびasync/awaitが分かった気になってます。
間違いがあればご指摘お願いします！！