使用 TypeScript 的指数退避机制包装异步请求

篁瞑普 · 4 天前

使用 TypeScript 的指数退避机制包装异步请求

在进行网络请求时，很有可能会遇到某些临时失败，例如网络波动、请求超时、服务器端未响应等。面对这种情况，最好的做法往往是实施一种重试机制，而指数退避(Exponential Backoff) 是一种非常流行且有效的重试策略。它通过递增间隔时间来避免系统过度拥塞，提高成功执行的几率。
本文将基于 TypeScript 和 Axios 构造一个适用于任意 API 请求的通用 Promise 包装函数，并包含支持指数退避重试的功能。
什么是指数退避？

指数退避是通过延迟策略实现的一种算法，其核心是随着重试次数的增加，系统会按照展示增长的方式增加每次重试前等待的时间。公式如下：

delay = baseDelay * (2 ^ attempt)

复制代码

假如 baseDelay 为 1000 毫秒，第一次重试后等待 1 秒，第二次重试等待 2 秒，第三次等待 4 秒……延迟的时间会迅速增大。
这种机制可以有效减少系统的负载压力，同时也可以应对一些临时性的问题，比如网络波动、瞬时连接错误等。
指数退避的代码实现

我们使用 axios 库作为 HTTP 客户端，通过包装一个请求函数，并在请求失败时实现可配置的重试机制。下面是完整版代码：

/**
* 包装一次请求，支持指数退避的自动重试。
* @param requesrtFn 实际执行请求的函数，应该返回一个 Promise
* @param maxRetries 最大重试次数，默认2次
* @param baseDelay 基础延迟时间，单位毫秒，默认1000ms
* @returns 请求成功时的响应数据
* @throws 最后一次请求失败的错误
*/
async function requestWithRetry<T>(
requestFn: () => Promise<T>,
maxRetries = 2,
baseDelay = 1000
): Promise<T> {
let lastError: any;
// 循环次数：0（初始尝试） + maxRetries（重试次数）
for (let attempt = 0; attempt <= maxRetries; attempt++) {
try {
// 调用真正的请求函数，若成功则直接返回结果
return await requestFn();
} catch (err) {
// 捕获异常，记录下来以便在全部尝试结束后抛出
lastError = err;
// 判断是否为网络错误
const isNetworkError = axios.isAxiosError(err) &&
(!err.response || // 没有收到服务器响应
err.code === 'ECONNABORTED' || // 超时
err.code === 'ECONNREFUSED'); // 连接被拒绝
// 若是网络错误，且还有剩余重试次数，则执行指数退避
if (isNetworkError && attempt < maxRetries) {
// 计算本次等待时间: baseDelay * 2^attempt
// 第一次失败等待 1 s（baseDelay），第二次失败等待 2 s，第三次失败等待 4 s，以此类推
const delay = baseDelay * Math.pow(2, attempt);
console.log(
`[EverMemOS] Retry attempt ${attempt + 1}/${maxRetries} after ${delay}ms`)
;
// 使用 Promise + setTimeout 实现异步等待
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, delay));
// 继续下一轮循环（再次调用 requestFn）
continue;
}
break;
}
}
// 所有尝试都失败了，抛出最后一次失误给调用方
throw lastError;
}

复制代码

核心功能拆解

1. 指数退避的实现

指数退避的核心公式是 baseDelay * Math.pow(2, attempt)。代码中：

baseDelay 是每次重试的基础等待时间，初始值由调用者传递（默认为 1000 毫秒）。
每次重试后，等待时间按指数增加，第一次重试等待 baseDelay 毫秒，第二次等待 baseDelay * 2 毫秒，第三次等待 baseDelay * 4 毫秒。

通过 Promise 与 setTimeout 的结合，实现异步等待：

await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, delay));

复制代码

从而使程序在每次重试之前等待 动态时间间隔。
2. 网络错误的处理逻辑

在重试机制中我们需要区分可重试错误与不可重试错误。事实上，只有网络错误才适合执行重试，例如：

超时（HTTP 状态码为 408 或 ECONNABORTED）。
连接被拒绝（ECONNREFUSED）。
服务器未响应（没有 response 返回）。

通过 Axios 的 isAxiosError 方法，代码对错误类型进行了详细判断，确保只有网络相关错误被捕获：

const isNetworkError = axios.isAxiosError(err) &&
(!err.response || err.code === 'ECONNABORTED' || err.code === 'ECONNREFUSED');

复制代码

3. 最大重试次数的控制

为了防止无限重试引发性能问题，该实现使用了 maxRetries 参数以控制最大尝试次数。代码中明确约定了：

初次尝试计为第 0 次。
重试次数最多不超过 maxRetries。

这里控制重试次数：

for (let attempt = 0; attempt <= maxRetries; attempt++) {

复制代码

在这个例子中：

我们尝试从 https://api.example.com/data 获取数据。
如果请求失败，最多会重试 3 次，每次等待时间依次为 1 秒、2 秒、4 秒。
如果所有尝试都失败，最终会抛出错误并记录到日志。

输出示例

假设一次请求出现错误，以下是输出：

import axios from 'axios';
const client = axios.create({
baseURL: 'https://api.example.com',
timeout: 5000
});
async function fetchData() {
try {
const response = await requestWithRetry(client, () => client.get('/data'), 3, 1000);
console.log('Data: ', response.data);
} catch (error) {
console.error('Failed to fetch data:', error);
}
}
fetchData();

复制代码

最适用的场景

网络请求中容易由于瞬时错误失败，比如 API 接口短暂不可用。
需要提高异步操作的鲁棒性，而不是因为一次失败就终止流程。

总结

使用 TypeScript + Axios，借助指数退避实现了自动重试的功能。该解决方案兼容性强、扩展性高，适用于任何异步任务场景。通过适当配置 maxRetries 与 baseDelay，不仅可以提升操作的容错性，还能够避免在高压力环境下对系统资源的过度消耗。
如果你需要灵活的异步请求重试机制，这将是一个理想的实现。

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