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Le retour des promesses


Un paragraphe d'explication

Lorsqu'une erreur se produit, qu'elle provienne d'un flux synchrone ou asynchrone, il est impératif de disposer d'une trace de pile complète du flux d'erreurs. Étonnamment, lorsqu'une fonction async renvoie une promesse sans await (par exemple, elle appelle une autre fonction async), si une erreur se produit, la fonction appelante n'apparaîtra pas dans la trace de la pile. La personne qui diagnostiquera l'erreur ne disposera donc que d'une information partielle - d'autant plus si la cause de l'erreur se situe dans cette fonction d'appel. Il existe une fonctionnalité v8 appelée "zero-cost async stacktraces" qui permet de ne pas couper les traces de pile sur les await les plus récents. Mais sans certaines modalités de mise en œuvre non négligeables, elle ne fonctionnera pas si la valeur de retour d'une fonction (sync ou async) est une promesse. Donc, pour éviter les trous dans les traces de pile lorsque des promesses retournées sont rejetées, nous devons toujours résoudre explicitement les promesses avec await avant de les retourner à partir des fonctions.


Exemple de code incorrect : appel d'une fonction async sans await

Javascript 

async function throwAsync(msg) {
  await null // il faut attendre au moins quelque chose pour être vraiment asynchrone (voir note n° 2)
  throw Error(msg)
}

async function returnWithoutAwait () {
  return throwAsync('manque returnWithoutAwait dans la trace de pile')
}

// 👎 N'aura PAS la fonction returnWithoutAwait dans la trace de pile
returnWithoutAwait().catch(console.log)

log reçu

Error: manque returnWithoutAwait dans la trace de pile
    at throwAsync ([...])

Exemple de code : appel d'une fonction async avec await approprié

Javascript 

async function throwAsync(msg) {
  await null // il faut attendre au moins quelque chose pour être vraiment asynchrone (voir note n° 2)
  throw Error(msg)
}

async function returnWithAwait() {
  return await throwAsync('avec toutes les instructions présentes')
}

// 👍 aura la fonction returnWithoutAwait dans la trace de pile
returnWithAwait().catch(console.log)

log reçu

Error: avec toutes les instructions présentes
    at throwAsync ([...])
    at async returnWithAwait ([...])


Exemple de code incorrect : retourner une promesse sans marquer la fonction comme async

Javascript 

async function throwAsync () {
  await null // il faut attendre au moins quelque chose pour être vraiment asynchrone (voir note n° 2)
  throw Error('manque syncFn dans la trace de pile')
}

function syncFn () {
  return throwAsync()
}

async function asyncFn () {
  return await syncFn()
}

// 👎 syncFn manquera dans la trace de pile parce qu'elle renverra une promesse alors qu'elle est sync
asyncFn().catch(console.log)

log reçu

Error: manque syncFn dans la trace de pile
    at throwAsync ([...])
    at async asyncFn ([...])

Exemple de code : marquer la fonction comme async car elle renvoie une promesse

Javascript 

async function throwAsync () {
  await null // il faut attendre au moins quelque chose pour être vraiment asynchrone (voir note n° 2)
  throw Error('avec toutes les instructions présentes')
}

async function changedFromSyncToAsyncFn () {
  return await throwAsync()
}

async function asyncFn () {
  return await changedFromSyncToAsyncFn()
}

// 👍 maintenant changedFromSyncToAsyncFn sera présent dans la trace de la pile
asyncFn().catch(console.log)

log reçu

Error: avec toutes les instructions présentes
    at throwAsync ([...])
    at changedFromSyncToAsyncFn ([...])
    at async asyncFn ([...])


Exemple de code incorrect : utilisation directe du rappel async lorsque le rappel sync est attendu

Javascript 

async function getUser (id) {
  await null
  if (!id) throw Error('la trace de pile n\'indique pas l\'endroit où getUser a été appelé')
  return {id}
}

const userIds = [1, 2, 0, 3]

// 👎 la trace de pile aura la fonction getUser mais ne donnera aucune indication sur l'endroit où elle a été appelée
Promise.all(userIds.map(getUser)).catch(console.log)

log reçu

Error: la trace de pile n'indique pas l'endroit où getUser a été appelé
    at getUser ([...])
    at async Promise.all (index 2)

Remarque complémentaire : on pourrait croire que Promise.all (index 2) peut aider à comprendre l'endroit où getUser a été appelé, mais en raison d'un bogue complètement différent dans la v8, (index 2) est une ligne interne de v8

Exemple de code : envelopper le rappel async dans une fonction async factice avant de le passer en rappel sync

Javascript

Remarque 1 : si vous contrôlez le code de la fonction qui appelle le rappel, changez simplement cette fonction en async et ajoutez await avant l'appel du rappel. Ci-dessous, je suppose que vous n'êtes pas en charge du code qui appelle le rappel (ou que son changement est inacceptable, par exemple en raison de la rétrocompatibilité)

Remarque 2 : très souvent, l'utilisation du rappel async dans les endroits où l'on s'attend à ce qu'il soit sync ne fonctionnerait pas du tout. Il ne s'agit pas de savoir comment réparer le code qui ne fonctionne pas - il s'agit de savoir comment réparer la trace de pile au cas où le code fonctionne déjà comme prévu

async function getUser (id) {
  await null
  if (!id) throw Error('avec toutes les instructions présentes')
  return {id}
}

const userIds = [1, 2, 0, 3]

// 👍 maintenant la ligne ci-dessous est dans la trace de la pile
Promise.all(userIds.map(async id => await getUser(id))).catch(console.log)

log reçu

Error: avec toutes les instructions présentes
    at getUser ([...])
    at async ([...])
    at async Promise.all (index 2)

grâce au await explicite dans map, la fin de la ligne at async ([...]) indique l'endroit exact où getUser est appelé

Remarque complémentaire : si la fonction async qui enveloppe getUser n'a pas await avant le retour (exemple incorrect n°1 + exemple incorrect n°3) alors il ne restera qu'une seule instruction dans la trace de la pile :

[...]

// 👎 exemple incorrect n°1 + exemple incorrect n°3 - une seule instruction dans la trace de la pile
Promise.all(userIds.map(async id => getUser(id))).catch(console.log)

log reçu

Error: [...]
    at getUser ([...])


Explication approfondie

Les mécanismes des traces de piles des fonctions de sync et des fonctions async dans l'implémentation de la v8 sont très différents : La trace de pile sync est basée sur la pile fournie par le système d'exploitation sur lequel tourne Node.js (comme dans la plupart des langages de programmation). Lorsqu'une fonction async est en cours d'exécution, la pile du système d'exploitation l'a sort dès que la fonction est arrivée à son premier await. Donc la trace de pile async est un mélange de la pile du système d'exploitation et d'une chaîne de résolution des promesses rejetées. L'implémentation "zero-cost async stacktraces" étend la chaîne de résolution des promesses uniquement lorsque la promesse est awaited ¹. Parce que seules les fonctions async peuvent await, la fonction sync sera toujours manquante dans la trace de la pile async si une opération async a été effectuée après que la fonction a été appelé ²

Le compromis

Chaque await crée une nouvelle micro-tâche dans la boucle d'événement, donc l'ajout d'autres await dans le code introduit une certaine pénalité de performance. Néanmoins, la pénalité de performance introduite par le réseau ou la base de données est énormément plus grande donc la pénalité supplémentaire await n'est pas quelque chose qui devrait être considéré pendant le développement de serveurs web ou de CLI sauf pour un code très chaud par requête ou commande. Donc, la suppression de await dans les return await devrait être l'un des derniers moyens pour améliorer sensiblement les performances et ne doit absolument pas être fait en amont.

Pourquoi return await était considéré comme incorrect dans le passé

Un certain nombre d'excellents articles expliquent pourquoi return await ne devrait jamais être utilisée en dehors du bloc try et même une règle ESLint l'interdit. La raison, c'est que depuis que async/await est disponible avec des transpileurs dans Node.js 0.10 (et a obtenu un support natif dans Node.js 7.6) et jusqu'à ce que "zero-cost async stacktraces" a été introduit dans Node.js 10 et démarqué dans Node.js 12, return await était absolument équivalent à return pour tout code en dehors du bloc try. Il se peut que ce soit encore le cas pour certains autres moteurs ES. C'est pourquoi la résolution des promesses avant de les retourner est la meilleure pratique pour Node.js et non pour EcmaScript en général

Remarques :

  1. Une autre raison pour laquelle la trace de pile async a une implémentation aussi délicate, c'est que la trace de pile doit toujours être construite de manière synchrone, sur le même rythme que la boucle d'événement ¹
  2. Sans await dans throwAsync, le code serait exécuté dans la même phase de la boucle d'événements. C'est un cas dégradé où la pile de l'OS ne serait pas vide et la trace de pile serait pleine même sans attendre explicitement le résultat de la fonction. Habituellement, l'utilisation des promesses inclut des opérations asynchrones et des parties de la trace de la pile sont perdues
  3. Zero-cost async stacktraces ne fonctionnera toujours pas pour les usages compliqués de la promesse, par exemple la promesse unique attendue à plusieurs reprises dans différents endroits

Références :

1. article de blog sur zero-cost async stacktraces en v8

2. Document sur zero-cost async stacktraces avec les détails de mise en œuvre mentionnés ici