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Promise

含义

Promise是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案(回调函数和事件)更合合理、强大。所谓Promise,简单来说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promies是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise提供统一的API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理

Promise对象有以下两个特点

  • 对象的状态不受外界影响。
  • 一旦状态改变,就不会再变,任何时候都可以得到这个结果

promise有三种状态,pending(进行中)、fulfilled/resolved(已成功)和rejected(已失败)

Promise优点

  • 将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了回调地狱
  • Promise对象提供统一的接口,更加容易控制异步操作

Promise缺点

  • 无法中途终止,一旦新建立即执行
  • 如果不设置回调函数,Promise内部抛出的错误,不会反应到外部
  • 当处于pending状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段

Promise设计原理

Promise的实现过程,其主要使用了设计模式中的观察者模式:

  • 通过Promise.prototype.then和Promise.prototype.catch方法将观察者方法注册到被观察者Promise对象中,同时返回一个新的Promise对象,以便可以链式调用。
  • 被观察者管理内部pending、fulfilled和rejected的状态转变,同时通过构造函数中传递的resolve和reject方法以主动触发状态转变和通知观察者。

Promise 是通过.then方法来实现多个异步操作的顺序执行
Promise的内部也有一个 defers 队列存放事件,而 .then 方法的作用和发布订阅模式的on方法一样是用来订阅事件的,每次调用 .then 方法就会往defers队列中放入一个事件,当异步操作完成时, resolve方法标示前一个异步过程完成并从defers队列中取出第一个事件执行并返回当前对象保证链式调用,以此类推,就完成了所有异步过程的队列执行

用法

实例化Promise,返回Promise对象
const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // ... some code
  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else {
    reject(error);
  }
});

promise.then(function(value){
  // success
}, function(err){
  // failure
})

Promise对象是一个构造函数,用来生成Promise实例。通过new返回一个Promise实例
Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数接受resolve和reject两个回调函数作为参数,它们由 JavaScript 引擎提供,不用自己部署,用来改变Promise的状态

  • resolve函数,将Promise对象的状态从 pending => resolved,在异步操作成功时调用,并将异步操作的结果,作为参数传递出去;
  • reject函数,将Promise对象的状态从 pending => rejected,在异步操作失败时调用,并将异步操作报出的错误,作为参数传递出去

Promise.prototype.then

then是Promise构造函数原型链上的方法,Promise.prototype.then,then方法分别指定resolved状态和rejected状态的回调函数

then方法可以接受两个回调函数作为参数。第一个回调函数是Promise对象的状态变为resolved时调用,第二个回调函数是Promise对象的状态变为rejected时调用【可选】

Promise 实现

主要实现

第一步,初步构建。Promise 的参数是函数 executor,把内部定义 resolve 方法作为参数传到 executor 中,调用 executor。当异步操作成功后会调用 resolve 方法,然后就会执行 then 中注册的回调函数;并通过then中的return this实现链式调用

        function MyPromise(executor) {
            var value = null,
                callbacks = [];  //callbacks为数组,因为可能同时有很多个回调

            this.then = function (onFulfilled) {
                callbacks.push(onFulfilled);
                return this // 返回Promise对象,实现链式调用
            };

            // 成功回调
            function resolve(value) {
                setTimeout(function() { // Promises/A+规范明确要求回调需要通过异步方式执行,用以保证一致可靠的执行顺序;通过setTimeout机制,将resolve中执行回调的逻辑放置到JS任务队列末尾,以保证在resolve执行时,then方法的回调函数已经注册完成
                    callbacks.forEach(function (callback) {
                        callback(value);
                    });
                }, 0)
            }

            executor(resolve);
        }

第二步,添加状态state

        function MyPromise(executor) {
            var state = 'pending',
                value = null,
                callbacks = [];

            this.then = function (onFulfilled) {
                if (state === 'pending') {
                    callbacks.push(onFulfilled);
                    return this;
                }
                onFulfilled(value);
                return this;
            };

            function resolve(newValue) {
                value = newValue;
                state = 'fulfilled';
                setTimeout(function () {
                    callbacks.forEach(function (callback) {
                        callback(value);
                    });
                }, 0);
            }

            executor(resolve);
        }

完整实现代码

        function MyPromise(executor) {
            this._status = 'PENDING'
            this._value = null
            this._reason = null
            this._resolveFns = []
            this._rejectFns = []

            var handler = function(state, value) {
                if (this.state !== 'PENDING') return 

                let promise = this
                let fns = []

                setTimeout(function() {
                    promise.state = state 
                    let st = state === 'FULFILLED'
                    fns = st ? promise['_resolveFns'] : promise['_resolveFns']
                    fns.forEach(fn => {
                        value = fn.call(promise, value) || value
                    })

                    promise[st ? '_value' : '_reason'] = value;
                    promise['_resolveFns'] = promise['_resolveFns'] = undefined;
                }, 0)
            }

            var resolve = function(value) {
                handler.call(this, 'FULFILLED', value);
            }

            var reject = function(reason){
                handler.call(this, 'REJECTED', reason);
            }
            
            executor(resolve,reject)
        }


        MyPromise.prototype.then = function(resolveFn, rejectFn) {
            var promise = this
            //串行
            return new Promise(function(resolveNext, rejectNext) {
                // 在 then 方法,对then方法的回调函数返回结果 ret 进行判断,如果是一个 promise 对象,就会调用其 then 方法,形成一个嵌套,直到其不是promise对象为止
                function resolveHandler(value) {
                    var result = typeof resolveFn === 'function' && resolveFn(value) || value 
                    if (result && typeof result.then === 'function') {
                        result.then(function(value) {
                            resolveNext(value)
                        }, function(reason) {
                            rejectNext(reason)
                        })
                    } else {
                        resolveNext(result)
                    }
                }

                function rejectHandler(reason) {
                    var reason = typeof rejectFn === 'function' && rejectFn(reason) || reason 
                    rejectNext(reason)
                }

                if(promise._status === 'PENDING'){
                    promise._resolveFns.push(resolveHandler);
                    promise._rejectFns.push(rejectHandler);
                }else if(promise._status === 'FULFILLED'){ // 状态改变后的then操作,立刻执行
                    resolveHandler(promise._value);
                }else if(promise._status === 'REJECTED'){
                    rejectHandler(promise._reason);
                }
                
            })
        }

测试

        // 实际上,fn中的resolve、reject函数分别是then方法中对应的函数参数
        var fn5 = function(resolve, reject){
          console.log('oooo1')
          resolve('5');
          console.log('ssss1')
        }
        var fn6 = function(resolve, reject){
          resolve('6');
        }

        new MyPromise(fn5).then(function(data){
          console.log(data);
          return new MyPromise(fn6);
        }).then(function(data){
          console.log(data);
        });

其他常用 Promise API 实现

MyPromise.prototype.catch = function(reject) {
            return this.then(undefined, reject)
        }

        MyPromise.prototype.delay = function(time) {
            return this.then(function(ori){
                return Promise.delay(ms, value || ori);
            })
        }

        MyPromise.delay = function(ms, value) {
            return new MyPromise(function(resolve, reject){
                setTimeout(function(){
                    resolve(value)
                }, ms)
            })
        }

        MyPromise.resolve = function(value) {
            return new MyPromise(function(resolve, reject){
                resolve(value)
            })
        }

        MyPromise.reject = function(value) {
            return new MyPromise(function(resolve, reject){
                reject(value)
            })
        }

        MyPromise.all = function(promises) {
            return new MyPromise(function(resolve, reject) {
                var result = []
                function resolver(index) {
                    return function(val) {
                        result.push(val)
                        while(--index) {
                            resolve(result)
                        }
                    }
                }

                function rejecter(reason) {
                    reject(reason)
                }

                for (var i = 0; i < promises.length; i++) {
                    promises[i].then(resolver(i), rejecter)
                }
            })
        }

        MyPromise.race = function(promises) {
            return new MyPromise(resolve, reject) {
                function resolver(val) {
                    resolve(val)
                }

                function rejecter(reason) {
                    reject(reason)
                }

                for (var i = 0; i < promises.length; i++) {
                    promises[i].then(resolver, rejecter)
                }
            }
        }

遵循Promise A+ 规范的 Promise 实现

Promise A+ then 规范 Promise决议解决过程

    这个是将promise和一个值x作为输入的一个抽象操作。如果这个x是支持then的,他会尝试让promise接受x的状态;否则,他会用x的值来fullfill这个promise。运行这样一个东西,遵循以下的步骤
        2.3.1 如果promise和x指向同一个对象,则reject这个promise使用TypeError。
        2.3.2 如果x是一个promise,接受他的状态
            2.3.2.1 如果x在pending,promise必须等待x的状态改变
            2.3.2.2 如果x被fullfill,那么fullfill这个promise使用同一个value
            2.3.2.3 如果x被reject,那么reject这个promise使用同一个理由

        2.3.3 如果x是一个对象或者是个方法
            2.3.3.1 then = x.then
            2.3.3.2 如果x.then返回了错误,则reject这个promise使用错误。
            2.3.3.3 如果then是一个function,使用x为this,resolvePromise为一参,rejectPromise为二参,
                2.3.3.3.1 如果resolvePromise被一个值y调用,那么运行[[Resolve]](promise, y)
                2.3.3.3.2 如果rejectPromise被reason r,使用r来reject这个promise
                2.3.3.3.3 如果resolvePromise和rejectPromise都被调用了,那么第一个被调用的有优先权,其他的beihulue
                2.3.3.3.4 如果调用then方法得到了exception,如果上面的方法被调用了,则忽略,否则reject这个promise
            2.3.3.4 如果then方法不是function,那么fullfill这个promise使用x
        2.3.4 如果x不是一个对象或者方法,那么fullfill这个promise使用x

    如果promise产生了环形的嵌套,比如[[Resolve]](promise, thenable)最终唤起了[[Resolve]](promise, thenable),那么实现建议且并不强求来发现这种循环,并且reject这个promise使用一个TypeError。

代码实现

const PENDING = 'pending';
const FULFILLED = 'fulfilled';
const REJECTED = 'rejected';
function Promise(executor) {
    let self = this;
    self.status = PENDING;
    self.onFulfilled = [];//成功的回调
    self.onRejected = []; //失败的回调
    //PromiseA+ 2.1
    function resolve(value) {
        if (self.status === PENDING) {
            self.status = FULFILLED;
            self.value = value;
            self.onFulfilled.forEach(fn => fn());//PromiseA+ 2.2.6.1
        }
    }

    function reject(reason) {
        if (self.status === PENDING) {
            self.status = REJECTED;
            self.reason = reason;
            self.onRejected.forEach(fn => fn());//PromiseA+ 2.2.6.2
        }
    }

    try {
        executor(resolve, reject);
    } catch (e) {
        reject(e);
    }
}

Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) {
    //PromiseA+ 2.2.1 / PromiseA+ 2.2.5 / PromiseA+ 2.2.7.3 / PromiseA+ 2.2.7.4
    onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : value => value;
    onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : reason => { throw reason };
    let self = this;
    //PromiseA+ 2.2.7
    let promise2 = new Promise((resolve, reject) => {
        if (self.status === FULFILLED) {
            //PromiseA+ 2.2.2
            //PromiseA+ 2.2.4 --- setTimeout
            setTimeout(() => {
                try {
                    //PromiseA+ 2.2.7.1
                    let x = onFulfilled(self.value);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (e) {
                    //PromiseA+ 2.2.7.2
                    reject(e);
                }
            });
        } else if (self.status === REJECTED) {
            //PromiseA+ 2.2.3
            setTimeout(() => {
                try {
                    let x = onRejected(self.reason);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (e) {
                    reject(e);
                }
            });
        } else if (self.status === PENDING) {
            self.onFulfilled.push(() => {
                setTimeout(() => {
                    try {
                        let x = onFulfilled(self.value);
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    } catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                });
            });
            self.onRejected.push(() => {
                setTimeout(() => {
                    try {
                        let x = onRejected(self.reason);
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    } catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                });
            });
        }
    });
    return promise2;
}

        
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
    let self = this;
    //PromiseA+ 2.3.1
    if (promise2 === x) {
        reject(new TypeError('Chaining cycle'));
    }
    if (x && typeof x === 'object' || typeof x === 'function') {
        let used; //PromiseA+2.3.3.3.3 只能调用一次
        try {
            let then = x.then;
            if (typeof then === 'function') {
                //PromiseA+2.3.3
                then.call(x, (y) => {
                    //PromiseA+2.3.3.1
                    if (used) return;
                    used = true;
                    resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                }, (r) => {
                    //PromiseA+2.3.3.2
                    if (used) return;
                    used = true;
                    reject(r);
                });

            }else{
                //PromiseA+2.3.3.4
                if (used) return;
                used = true;
                resolve(x);
            }
        } catch (e) {
            //PromiseA+ 2.3.3.2
            if (used) return;
            used = true;
            reject(e);
        }
    } else {
        //PromiseA+ 2.3.3.4
        resolve(x);
    }
}

module.exports = Promise;

resolvePromise 函数即为根据x的值来决定promise2的状态的函数,也即标准中的Promise Resolution Procedure;x为promise2 = promise1.then(onResolved, onRejected)onResolved/onRejected的返回值,resolvereject实际上是promise2executor的两个实参,因为很难挂在其它的地方,所以一并传进来。

promise 总结

  1. Promise的then方法回调是异步,构造函数内是同步。【内同外异】
  2. Promise状态一旦改变,无法在发生变更。 pending -> fulfilled、 pending -> rejected
  3. Promise的then方法的参数期望是函数,传入非函数则会发生值穿透。
  4. promise 的.then或者.catch可以被调用多次,但这里 Promise 构造函数只执行一次。或者说 promise 内部状态一经改变,并且有了一个值,那么后续每次调用.then 或者.catch都会直接拿到该值。
  5. promise 的.then或者.catch返回promise对象【catch方法是then(null, function(error){})的语法糖/省略写法】
  6. 如果调用 then 时,promise已经成功,则执行 onFulfilled,并将promise的值作为参数传递进去。如果promise已经失败,那么执行 onRejected, 并将 promise 失败的原因作为参数传递进去。如果promise的状态是pending,需要将onFulfilled和onRejected函数存放起来,等待状态确定后,再依次将对应的函数执行(发布订阅)
  7. then 的参数 onFulfilled 和 onRejected 可以缺省
  8. promise 可以then多次,promise 的then 方法返回一个 promise
  9. 如果 then 返回的是一个结果,那么就会把这个结果作为参数,传递给下一个then的成功的回调(onFulfilled)
  10. 如果 then 中抛出了异常,那么就会把这个异常作为参数,传递给下一个then的失败的回调(onRejected)
  11. 如果 then 返回的是一个promise,那么需要等这个promise,那么会等这个promise执行完,promise如果成功,就走下一个then的成功,如果失败,就走下一个then的失败

adaxxl
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