Promise詳解與實(shí)現(xiàn)（Promise/A+規(guī)范）

1.什么是Promise?

Promise是JS異步編程中的重要概念，異步抽象處理對(duì)象，是目前比較流行Javascript異步編程解決方案之一

2.對(duì)于幾種常見異步編程方案

  • 回調(diào)函數(shù)
  • 事件監(jiān)聽
  • 發(fā)布/訂閱
  • Promise對(duì)象

這里就拿回調(diào)函數(shù)說(shuō)說(shuō)

1.對(duì)于回調(diào)函數(shù) 我們用Jquery的ajax獲取數(shù)據(jù)時(shí) 都是以回調(diào)函數(shù)方式獲取的數(shù)據(jù)

$.get(url, (data) => {
    console.log(data)
)

2.如果說(shuō) 當(dāng)我們需要發(fā)送多個(gè)異步請(qǐng)求 并且每個(gè)請(qǐng)求之間需要相互依賴 那這時(shí) 我們只能 以嵌套方式來(lái)解決 形成 "回調(diào)地獄"

$.get(url, data1 => {
    console.log(data1)
    $.get(data1.url, data2 => {
        console.log(data1)
    })
})

這樣一來(lái)，在處理越多的異步邏輯時(shí)，就需要越深的回調(diào)嵌套，這種編碼模式的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)：

  • 代碼邏輯書寫順序與執(zhí)行順序不一致，不利于閱讀與維護(hù)。
  • 異步操作的順序變更時(shí)，需要大規(guī)模的代碼重構(gòu)。
  • 回調(diào)函數(shù)基本都是匿名函數(shù)，bug 追蹤困難。
  • 回調(diào)函數(shù)是被第三方庫(kù)代碼（如上例中的 ajax ）而非自己的業(yè)務(wù)代碼所調(diào)用的，造成了 IoC 控制反轉(zhuǎn)。

Promise 處理多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的異步請(qǐng)求

1.而我們Promise 可以更直觀的方式 來(lái)解決 "回調(diào)地獄"

const request = url => { 
    return new Promise((resolve, reject) => {
        $.get(url, data => {
            resolve(data)
        });
    })
};

// 請(qǐng)求data1
request(url).then(data1 => {
    return request(data1.url);   
}).then(data2 => {
    return request(data2.url);
}).then(data3 => {
    console.log(data3);
}).catch(err => throw new Error(err));

2.相信大家在 vue/react 都是用axios fetch 請(qǐng)求數(shù)據(jù) 也都支持 Promise API

import axios from 'axios';
axios.get(url).then(data => {
   console.log(data)
})

Axios 是一個(gè)基于 promise 的 HTTP 庫(kù)，可以用在瀏覽器和 node.js 中。

3.Promise使用

1.Promise 是一個(gè)構(gòu)造函數(shù)， new Promise 返回一個(gè) promise對(duì)象 接收一個(gè)excutor執(zhí)行函數(shù)作為參數(shù), excutor有兩個(gè)函數(shù)類型形參resolve reject

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
       // 異步處理
       // 處理結(jié)束后、調(diào)用resolve 或 reject
});

2.promise相當(dāng)于一個(gè)狀態(tài)機(jī)

promise的三種狀態(tài)

  • pending
  • fulfilled
  • rejected

1.promise 對(duì)象初始化狀態(tài)為 pending
2.當(dāng)調(diào)用resolve(成功)，會(huì)由pending => fulfilled
3.當(dāng)調(diào)用reject(失敗)，會(huì)由pending => rejected

注意promsie狀態(tài) 只能由 pending => fulfilled/rejected, 一旦修改就不能再變

3.promise對(duì)象方法

1.then方法注冊(cè) 當(dāng)resolve(成功)/reject(失敗)的回調(diào)函數(shù)

// onFulfilled 是用來(lái)接收promise成功的值
// onRejected 是用來(lái)接收promise失敗的原因
promise.then(onFulfilled, onRejected);

then方法是異步執(zhí)行的

2.resolve(成功) onFulfilled會(huì)被調(diào)用

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
   resolve('fulfilled'); // 狀態(tài)由 pending => fulfilled
});
promise.then(result => { // onFulfilled
    console.log(result); // 'fulfilled' 
}, reason => { // onRejected 不會(huì)被調(diào)用
    
})

3.reject(失敗) onRejected會(huì)被調(diào)用

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
   reject('rejected'); // 狀態(tài)由 pending => rejected
});
promise.then(result => { // onFulfilled 不會(huì)被調(diào)用
  
}, reason => { // onRejected 
    console.log(rejected); // 'rejected'
})

4.promise.catch

在鏈?zhǔn)綄懛ㄖ锌梢圆东@前面then中發(fā)送的異常,

promise.catch(onRejected)
相當(dāng)于
promise.then(null, onRrejected);

// 注意
// onRejected 不能捕獲當(dāng)前onFulfilled中的異常
promise.then(onFulfilled, onRrejected); 

// 可以寫成：
promise.then(onFulfilled)
       .catch(onRrejected);

4.promise chain

promise.then方法每次調(diào)用 都返回一個(gè)新的promise對(duì)象 所以可以鏈?zhǔn)綄懛?/p> 

function taskA() {
    console.log("Task A");
}
function taskB() {
    console.log("Task B");
}
function onRejected(error) {
    console.log("Catch Error: A or B", error);
}

var promise = Promise.resolve();
promise
    .then(taskA)
    .then(taskB)
    .catch(onRejected) // 捕獲前面then方法中的異常

5.Promise的靜態(tài)方法

1.Promise.resolve 返回一個(gè)fulfilled狀態(tài)的promise對(duì)象

Promise.resolve('hello').then(function(value){
    console.log(value);
});

Promise.resolve('hello');
// 相當(dāng)于
const promise = new Promise(resolve => {
   resolve('hello');
});

2.Promise.reject 返回一個(gè)rejected狀態(tài)的promise對(duì)象

Promise.reject(24);
new Promise((resolve, reject) => {
   reject(24);
});

3.Promise.all 接收一個(gè)promise對(duì)象數(shù)組為參數(shù)

只有全部為resolve才會(huì)調(diào)用 通常會(huì)用來(lái)處理 多個(gè)并行異步操作

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(1);
});

const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(2);
});

const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
    reject(3);
});

Promise.all([p1, p2, p3]).then(data => { 
    console.log(data); // [1, 2, 3] 結(jié)果順序和promise實(shí)例數(shù)組順序是一致的
}, err => {
    console.log(err);
});

4.Promise.race 接收一個(gè)promise對(duì)象數(shù)組為參數(shù)

Promise.race 只要有一個(gè)promise對(duì)象進(jìn)入 FulFilled 或者 Rejected 狀態(tài)的話，就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行后面的處理。

function timerPromisefy(delay) {
    return new Promise(function (resolve, reject) {
        setTimeout(function () {
            resolve(delay);
        }, delay);
    });
}
var startDate = Date.now();

Promise.race([
    timerPromisefy(10),
    timerPromisefy(20),
    timerPromisefy(30)
]).then(function (values) {
    console.log(values); // 10
});

4. Promise 代碼實(shí)現(xiàn)

/**
 * Promise 實(shí)現(xiàn) 遵循promise/A+規(guī)范
 * Promise/A+規(guī)范譯文:
 * https://malcolmyu.github.io/2015/06/12/Promises-A-Plus/#note-4
 */

// promise 三個(gè)狀態(tài)
const PENDING = "pending";
const FULFILLED = "fulfilled";
const REJECTED = "rejected";

function Promise(excutor) {
    let that = this; // 緩存當(dāng)前promise實(shí)例對(duì)象
    that.status = PENDING; // 初始狀態(tài)
    that.value = undefined; // fulfilled狀態(tài)時(shí) 返回的信息
    that.reason = undefined; // rejected狀態(tài)時(shí) 拒絕的原因
    that.onFulfilledCallbacks = []; // 存儲(chǔ)fulfilled狀態(tài)對(duì)應(yīng)的onFulfilled函數(shù)
    that.onRejectedCallbacks = []; // 存儲(chǔ)rejected狀態(tài)對(duì)應(yīng)的onRejected函數(shù)

    function resolve(value) { // value成功態(tài)時(shí)接收的終值
        if(value instanceof Promise) {
            return value.then(resolve, reject);
        }

        // 為什么resolve 加setTimeout?
        // 2.2.4規(guī)范 onFulfilled 和 onRejected 只允許在 execution context 棧僅包含平臺(tái)代碼時(shí)運(yùn)行.
        // 注1 這里的平臺(tái)代碼指的是引擎、環(huán)境以及 promise 的實(shí)施代碼。實(shí)踐中要確保 onFulfilled 和 onRejected 方法異步執(zhí)行，且應(yīng)該在 then 方法被調(diào)用的那一輪事件循環(huán)之后的新執(zhí)行棧中執(zhí)行。

        setTimeout(() => {
            // 調(diào)用resolve 回調(diào)對(duì)應(yīng)onFulfilled函數(shù)
            if (that.status === PENDING) {
                // 只能由pedning狀態(tài) => fulfilled狀態(tài) (避免調(diào)用多次resolve reject)
                that.status = FULFILLED;
                that.value = value;
                that.onFulfilledCallbacks.forEach(cb => cb(that.value));
            }
        });
    }

    function reject(reason) { // reason失敗態(tài)時(shí)接收的拒因
        setTimeout(() => {
            // 調(diào)用reject 回調(diào)對(duì)應(yīng)onRejected函數(shù)
            if (that.status === PENDING) {
                // 只能由pedning狀態(tài) => rejected狀態(tài) (避免調(diào)用多次resolve reject)
                that.status = REJECTED;
                that.reason = reason;
                that.onRejectedCallbacks.forEach(cb => cb(that.reason));
            }
        });
    }

    // 捕獲在excutor執(zhí)行器中拋出的異常
    // new Promise((resolve, reject) => {
    //     throw new Error('error in excutor')
    // })
    try {
        excutor(resolve, reject);
    } catch (e) {
        reject(e);
    }
}

/**
 * resolve中的值幾種情況：
 * 1.普通值
 * 2.promise對(duì)象
 * 3.thenable對(duì)象/函數(shù)
 */

/**
 * 對(duì)resolve 進(jìn)行改造增強(qiáng) 針對(duì)resolve中不同值情況 進(jìn)行處理
 * @param  {promise} promise2 promise1.then方法返回的新的promise對(duì)象
 * @param  {[type]} x         promise1中onFulfilled的返回值
 * @param  {[type]} resolve   promise2的resolve方法
 * @param  {[type]} reject    promise2的reject方法
 */
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
    if (promise2 === x) {  // 如果從onFulfilled中返回的x 就是promise2 就會(huì)導(dǎo)致循環(huán)引用報(bào)錯(cuò)
        return reject(new TypeError('循環(huán)引用'));
    }

    let called = false; // 避免多次調(diào)用
    // 如果x是一個(gè)promise對(duì)象 （該判斷和下面 判斷是不是thenable對(duì)象重復(fù) 所以可有可無(wú)）
    if (x instanceof Promise) { // 獲得它的終值 繼續(xù)resolve
        if (x.status === PENDING) { // 如果為等待態(tài)需等待直至 x 被執(zhí)行或拒絕 并解析y值
            x.then(y => {
                resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
            }, reason => {
                reject(reason);
            });
        } else { // 如果 x 已經(jīng)處于執(zhí)行態(tài)/拒絕態(tài)(值已經(jīng)被解析為普通值)，用相同的值執(zhí)行傳遞下去 promise
            x.then(resolve, reject);
        }
        // 如果 x 為對(duì)象或者函數(shù)
    } else if (x != null && ((typeof x === 'object') || (typeof x === 'function'))) {
        try { // 是否是thenable對(duì)象（具有then方法的對(duì)象/函數(shù)）
            let then = x.then;
            if (typeof then === 'function') {
                then.call(x, y => {
                    if(called) return;
                    called = true;
                    resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                }, reason => {
                    if(called) return;
                    called = true;
                    reject(reason);
                })
            } else { // 說(shuō)明是一個(gè)普通對(duì)象/函數(shù)
                resolve(x);
            }
        } catch(e) {
            if(called) return;
            called = true;
            reject(e);
        }
    } else {
        resolve(x);
    }
}

/**
 * [注冊(cè)fulfilled狀態(tài)/rejected狀態(tài)對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)]
 * @param  {function} onFulfilled fulfilled狀態(tài)時(shí) 執(zhí)行的函數(shù)
 * @param  {function} onRejected  rejected狀態(tài)時(shí) 執(zhí)行的函數(shù)
 * @return {function} newPromsie  返回一個(gè)新的promise對(duì)象
 */
Promise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
    const that = this;
    let newPromise;
    // 處理參數(shù)默認(rèn)值 保證參數(shù)后續(xù)能夠繼續(xù)執(zhí)行
    onFulfilled =
        typeof onFulfilled === "function" ? onFulfilled : value => value;
    onRejected =
        typeof onRejected === "function" ? onRejected : reason => {
            throw reason;
        };

    // then里面的FULFILLED/REJECTED狀態(tài)時(shí) 為什么要加setTimeout ?
    // 原因:
    // 其一 2.2.4規(guī)范 要確保 onFulfilled 和 onRejected 方法異步執(zhí)行(且應(yīng)該在 then 方法被調(diào)用的那一輪事件循環(huán)之后的新執(zhí)行棧中執(zhí)行) 所以要在resolve里加上setTimeout
    // 其二 2.2.6規(guī)范 對(duì)于一個(gè)promise，它的then方法可以調(diào)用多次.（當(dāng)在其他程序中多次調(diào)用同一個(gè)promise的then時(shí) 由于之前狀態(tài)已經(jīng)為FULFILLED/REJECTED狀態(tài)，則會(huì)走的下面邏輯),所以要確保為FULFILLED/REJECTED狀態(tài)后 也要異步執(zhí)行onFulfilled/onRejected

    // 其二 2.2.6規(guī)范 也是resolve函數(shù)里加setTimeout的原因
    // 總之都是 讓then方法異步執(zhí)行 也就是確保onFulfilled/onRejected異步執(zhí)行

    // 如下面這種情景 多次調(diào)用p1.then
    // p1.then((value) => { // 此時(shí)p1.status 由pedding狀態(tài) => fulfilled狀態(tài)
    //     console.log(value); // resolve
    //     // console.log(p1.status); // fulfilled
    //     p1.then(value => { // 再次p1.then 這時(shí)已經(jīng)為fulfilled狀態(tài) 走的是fulfilled狀態(tài)判斷里的邏輯 所以我們也要確保判斷里面onFuilled異步執(zhí)行
    //         console.log(value); // 'resolve'
    //     });
    //     console.log('當(dāng)前執(zhí)行棧中同步代碼');
    // })
    // console.log('全局執(zhí)行棧中同步代碼');
    //

    if (that.status === FULFILLED) { // 成功態(tài)
        return newPromise = new Promise((resolve, reject) => {
            setTimeout(() => {
                try{
                    let x = onFulfilled(that.value);
                    resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject); // 新的promise resolve 上一個(gè)onFulfilled的返回值
                } catch(e) {
                    reject(e); // 捕獲前面onFulfilled中拋出的異常 then(onFulfilled, onRejected);
                }
            });
        })
    }

    if (that.status === REJECTED) { // 失敗態(tài)
        return newPromise = new Promise((resolve, reject) => {
            setTimeout(() => {
                try {
                    let x = onRejected(that.reason);
                    resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
                } catch(e) {
                    reject(e);
                }
            });
        });
    }

    if (that.status === PENDING) { // 等待態(tài)
        // 當(dāng)異步調(diào)用resolve/rejected時(shí) 將onFulfilled/onRejected收集暫存到集合中
        return newPromise = new Promise((resolve, reject) => {
            that.onFulfilledCallbacks.push((value) => {
                try {
                    let x = onFulfilled(value);
                    resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
                } catch(e) {
                    reject(e);
                }
            });
            that.onRejectedCallbacks.push((reason) => {
                try {
                    let x = onRejected(reason);
                    resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
                } catch(e) {
                    reject(e);
                }
            });
        });
    }
};

/**
 * Promise.all Promise進(jìn)行并行處理
 * 參數(shù): promise對(duì)象組成的數(shù)組作為參數(shù)
 * 返回值: 返回一個(gè)Promise實(shí)例
 * 當(dāng)這個(gè)數(shù)組里的所有promise對(duì)象全部變?yōu)閞esolve狀態(tài)的時(shí)候，才會(huì)resolve。
 */
Promise.all = function(promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        let done = gen(promises.length, resolve);
        promises.forEach((promise, index) => {
            promise.then((value) => {
                done(index, value)
            }, reject)
        })
    })
}

function gen(length, resolve) {
    let count = 0;
    let values = [];
    return function(i, value) {
        values[i] = value;
        if (++count === length) {
            console.log(values);
            resolve(values);
        }
    }
}

/**
 * Promise.race
 * 參數(shù): 接收 promise對(duì)象組成的數(shù)組作為參數(shù)
 * 返回值: 返回一個(gè)Promise實(shí)例
 * 只要有一個(gè)promise對(duì)象進(jìn)入 FulFilled 或者 Rejected 狀態(tài)的話，就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行后面的處理(取決于哪一個(gè)更快)
 */
Promise.race = function(promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        promises.forEach((promise, index) => {
           promise.then(resolve, reject);
        });
    });
}

// 用于promise方法鏈時(shí) 捕獲前面onFulfilled/onRejected拋出的異常
Promise.prototype.catch = function(onRejected) {
    return this.then(null, onRejected);
}

Promise.resolve = function (value) {
    return new Promise(resolve => {
        resolve(value);
    });
}

Promise.reject = function (reason) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        reject(reason);
    });
}

/**
 * 基于Promise實(shí)現(xiàn)Deferred的
 * Deferred和Promise的關(guān)系
 * - Deferred 擁有 Promise
 * - Deferred 具備對(duì) Promise的狀態(tài)進(jìn)行操作的特權(quán)方法（resolve reject）
 *
 *參考jQuery.Deferred
 *url: http://api.jquery.com/category/deferred-object/
 */
Promise.deferred = function() { // 延遲對(duì)象
    let defer = {};
    defer.promise = new Promise((resolve, reject) => {
        defer.resolve = resolve;
        defer.reject = reject;
    });
    return defer;
}

/**
 * Promise/A+規(guī)范測(cè)試
 * npm i -g promises-aplus-tests
 * promises-aplus-tests Promise.js
 */

try {
  module.exports = Promise
} catch (e) {
}

Promise測(cè)試

npm i -g promises-aplus-tests
promises-aplus-tests Promise.js

相關(guān)知識(shí)參考資料

ES6-promise
Promises/A+規(guī)范-英文
Promises/A+規(guī)范-翻譯1
Promises/A+規(guī)范-翻譯-推薦
JS執(zhí)行棧
Javascript異步編程的4種方法

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