一、Promise/A+ 规范
① Promise 是一个类或者函数,内部拥有3个状态,分别为pending(等待)、fulfilled(执行、完成)、rejected(拒绝、未完成)。
默认为pending状态,即Promise对象刚创建的时候状态为pending,并且pending状态可以转换fulfilled或者rejected。
fulfilled和rejected为最终的状态,一旦变为fulfilled或者rejected,那么将无法转变为其他状态。
② Promise需要对外提供一个then方法。
promise.then(onFulfilled, onRejected)
如果可选参数onFulfilled和onRejected不为函数时应该被忽略;
onFulfilled和onRejected函数都应该是异步执行的;
当调用 onFulfilled 函数时,会将当前 Promise 的值作为参数传入,并且只能调用一次;
当调用 onRejected 函数时,会将当前 Promise 的失败原因作为参数传入,并且只能调用一次;
then函数的返回值仍然为Promise,以便进行链式调用;
③ resolvePromise
then方法会创建并返回一个Promise对象,then中注册的回调函数会返回各种值,必须进行校验。
then方法返回的promise不能与then中回调函数返回值x相等,否则需要抛出错误;
如果是then回调函数返回值为一个非Promise对象,则直接用then返回的promise对象的resolve方法,resolve(x)即可。
如果then回调函数返回值x为一个Promise对象或者一个带then方法的对象或函数,那么需要执行其then方法注册回调,拿到Promise或类Promise对象的值作为then返回的promise的值,如果值仍然为Promise对象则需要进行递归操作;
二、实现Promise
① 根据第一条规范,Promise是一个类或者函数,所以我们先将Promise定义成一个类,同时内部有三个状态,我们将其定义为常量。
var PENDING = "pending"; // 等待状态
var FULFILLED = "fulfilled"; // 执行、完成状态
var REJECTED = "rejected"; // 拒绝、未完成状态
class Promise {
constructor() {
this.state = PENDING; // Promise对象创建完成后默认为等待状态
}
}
② 我们在创建Promise的时候会传入一个函数,该函数会在创建Promise对象的时候立即执行,并且会接收两个参数,分别用于执行或拒绝当前Promise对象,即修改当前Promise对象的状态。Promise是用于处理异步的,所以在Promise状态变为完成的时候可能会接收到异步操作执行的结果,在Promise状态变为未完成的时候可能会接收到失败的原因,所以Promise内部还需要保存异步操作的结果value、失败的原因reason。
......
class Promise {
constructor(executor) { // 传入执行器函数
......
this.value = undefined; // 保存异步操作的结果
this.reason = undefined; // 保存失败的原因
const resolve = (value) => {
this.value = value;
this.state = FULFILLED; // 将Promise对象的状态改为完成状态
}
const reject = (reason) => {
this.reason = reason;
this.state = REJECTED; // 将Promise对象的状态改为未完成状态
}
try {
executor(resolve, reject); // 执行器由用户传入可能会发生错误,所以需要进行捕获
} catch(e) {
reject(e);
}
}
}
③ 这里还存在一个问题,就是Promise必须是单次执行的,Promise的状态一旦从pending状态修改为fulfilled或者rejected,就不能再发生变化,从fulfilled变为fulfilled也不可以,也就是说resolve或者reject只能执行一次。所以我们需要对resolve和reject内部进行判断,如果状态已经变化了则不再执行了,如:
......
class Promise {
constructor(executor) { // 传入执行器函数
......
const resolve = (value) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次resolve,以第一次resolve为准
......
}
}
const reject = (reason) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次reject
......
}
}
......
}
}
④ 给Promise添加一个then函数,then函数接收onFulfilled, onRejected两个函数作为参数,分别用于处理Promise完成时和未完成时的回调函数,如果不是函数,则要进行初始化为一个函数,如:
class Promise {
then(onFulfilled, onRejected) {
onFulfilled = typeof onFulfilled === "function" ? onFulfilled : (value) => { // 如果onFulfilled不是函数,则初始化一个完成处理函数
return value;
};
onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : (reason) => { // 如果onRejected不是函数,则初始化一个未完成处理函数
throw reason; // 传什么就抛出什么
}
}
}
⑤ then方法其实就是一个注册回调的过程,当调用then的这个Promise对象的状态变为完成状态就可以执行onFulfilled回调函数,当Promise对象的状态变为拒绝状态就可以执行onRejected回调函数了。所以回调函数的执行依赖于调用then的Promise的状态。同时为了支持链式调用,then方法还需要返回一个Promise对象。根据前面的Promise规范,传入的回调函数必须异步执行,这里用setTimeout进行模拟。
class Promise {
then(onFulfilled, onRejected) {
......
let promise;
switch(this.state) {
case FULFILLED: // 调用then方法的时候,当前Promise状态已经变成完成状态,则可用立即执行完成的回调函数
promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
} catch(e) {
console.log(e); // 打印错误信息
reject(e);
}
});
});
break;
case REJECTED:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
} catch(e) {
reject(e);
}
});
}
break;
case PENDING:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
// TODO
});
break;
}
return promise;
}
}
⑥ 当调用then的Promise对象处于pending状态的时候,此时通过then注册的回调函数不能立即执行,必须等待Promise的状态变为最终状态才能执行注册的回调函数。这里就涉及到了一个发布订阅模式。我们可以先将回调函数保存起来,那么什么时候Promise才会变成最终状态呢?那就是调用resolve或reject的时候,所以我们可以在调用resolve或reject的时候,取出注册的回调函数然后执行即可。
class Promise {
constructor(executor) {
const resolve = (value) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次resolve,以第一次resolve为准
......
this.onFulfilleds.forEach(fn => fn()); // 取出then中注册的完成回调函数并执行
}
};
const reject = (reason) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次reject
......
this.onRejecteds.forEach(fn => fn()); // 取出then中注册的拒绝回调函数并执行
}
};
}
then(onFulfilled, onRejected) {
......
switch(this.state) {
case PENDING:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
this.onFulfilleds.push(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
} catch(e) {
console.log(e); // 打印错误信息
reject(e);
}
});
this.onRejecteds.push(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
} catch(e) {
reject(e);
}
});
});
break;
}
}
}
⑦ 接下来就是要处理then注册的回调函数的返回值了,因为回调函数的返回值可能是各种各样的情况,可能是普通的值,可能是Promise对象,也可能是带then方法的对象,并且我们需要根据then注册的回调函数执行后的返回值去改变调用then方法时创建的Promise对象的状态,所以我们要一一进行处理。这里我们使用一个单独的方法resolvePromise()进行各种情况的处理,如:
// 传入then()方法中创建的Promise对象,回调函数的返回值x,then()方法中创建的Promise的resolve、reject
const resolvePromise = function(promise, x, resolve, reject) {
// TODO
}
class Promise {
constructor(executor) { // 传入执行器函数
......
}
then(onFulfilled, onRejected) {
case FULFILLED:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
......
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject); // 处理回调函数的返回值
});
case REJECTED:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
......
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject); // 处理回调函数的返回值
});
case PENDING:
this.onFulfilleds.push(() => {
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject); // 处理回调函数的返回值
});
this.onRejecteds.push(() => {
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject); // 处理回调函数的返回值
});
}
}
从resolvePromise(promise, x, resolve, reject)这句可以看出为什么要让then注册的回调onFulfilled和onRejected异步执行。因为调用then方法的时候会创建一个Promise对象,如果调用then方法的那个Promise对象的状态为fulfilled,那么需要在调用then方法时创建的那个Promise的executor中执行,而executor是在Promise的构造函数内执行的,所以此时then()方法创建的promise对象还未初始化完毕,传递给resolvePromise方法的promise对象将为undefined。
三、实现resolvePromise
① 如果回调函数返回值与then()方法中创建的Promise对象相同则抛出错误,这相当于是自己等自己会进入死循环。
let p1 = new Promise((resolve, reject) => {
resolve(1);
})
let p2 = p1.then((value) => { // p2即then方法内创建Promise对象
return p2;
});
// 结果抛出错误,显示Chaining cycle detected for promise #<Promise>
const resolvePromise = function(promise, x, resolve, reject) {
if (promise === x) { // 禁止resolve自己
throw new Error("Chaining cycle detected for promise #<Promise>");
}
}
② 如果回调函数返回的是一个Promise对象或者带then方法的类Promise对象,又或者一个函数,因为函数上也可能有then方法,那么我们需要取出then方法并执行,对于Promise对象而言,可以在then方法执行的时候注册相应的回调函数,等Promise状态变为最终状态后就会执行对应的回调函数,回调函数执行后就可以拿到Promise对象的value或reason值,然后将该value或reason值作为调用then方法创建的Promise的对象的value或reason值,并调用相应的resolve或reject方法改变调用then方法时创建的Promise对象的状态,状态变化后,接着又可以继续执行下一个then方法注册的回调函数了,从而可以不断的链式调用下去。
const resolvePromise = function(promise, x, resolve, reject) {
......
if ((x && typeof x === "object") || typeof x === "function") { // 如果是对象或者函数,函数也可能有then方法
let executed;
try {
let then = x.then; // 尝试取出then方法
if (typeof then === "function") { // 如果该对象上存在then方法,那么是个Promise对象或者包含then方法的对象
then.call(x, function (y) { // 执行then方法,对于真正的Promise对象,则会注册回调,等到状态变化后,回调函数会执行,回调中能接收到Promise的value值
if (executed) return;
executed = true; // 注册的回调函数只能执行一次
resolvePromise(promise, y, resolve, reject); // 返回值还可能是一个Promise对象,故需要递归直到变为普通值为止
}, function (e) {
if (executed) return;
executed = true;
reject(e);
});
} else { // 不包含then方法的普通对象,直接resolve即可
resolve(x);
}
} catch(e) {
if (executed) return;
executed = true;
reject(e);
}
} else { // 如果返回的是一个非Promise对象,那么表示执行回调没有发生异常,表示then方法创建的Promise对象执行完成即将进入完成状态,直接resolve即可
resolve(x);
}
}
四、实现catch
catch可以看做是一个特殊的then方法,其内部会调用then()方法,但是仅注册拒绝的回调函数,这也就是then(onFulfilled, onRejected)和then(onFulfilled).catch(onRejected)的区别,如果将onRejected写到then中,那么当then的onFulfilled发生错误的时候,onRejected就无法捕获到其中的错误,而写到catch中,那么就相当于是下一个then()方法,故能捕获到上一个then()方法中发生的错误。
class Promise {
catch(onRejected) {
return this.then(null, onRejected); // 仅注册拒绝的回调函数
}
}
五、总结
Promise其实就是一个类,内部有state、value、reason等属性,分别用于存储当前Promise的状态、执行成功后的返回值,执行失败的原因,同时内部还提供了resolve、reject两个方法,这两个方法会以参数的形式传递给执行器,即传递到外部,以便修改Promise的状态。
Promise还提供了一个then方法用于注册回调函数,注册回调的时候与当前Promise的状态有关,如果是最终状态,则立即执行,如果是等待状态,则先保存起来,等到调用resolve或reject方法的时候再取出回调并执行。注册的回调函数可能会返回各种各样的值:
如果返回的是普通值,那么直接用then返回的Promise的resolve方法resolve即可;
如果返回的是Promise对象或者是带then方法的对象或函数,那么需要调用其then方法并注册一个自定义回调用于接收当前Promise的值,等该Promise变为最终状态后会执行回调就可以拿到其value,最后将其作为then返回的Promise的value,即resolve(x)。
完整源码如下:
var PENDING = "pending"; // 等待状态
var FULFILLED = "fulfilled"; // 执行、完成状态
var REJECTED = "rejected"; // 拒绝、未完成状态
// 传入then()方法中创建的Promise对象,回调函数的返回值x,then()方法中创建的Promise的resolve、reject
const resolvePromise = function(promise, x, resolve, reject) {
if (promise === x) { // 禁止resolve自己
throw new Error("Chaining cycle detected for promise #<Promise>");
}
if ((x && typeof x === "object") || typeof x === "function") { // 如果是对象或者函数,函数也可能有then方法
let executed;
try {
let then = x.then; // 尝试取出then方法
if (typeof then === "function") { // 如果该对象上存在then方法,那么是个Promise对象或者包含then方法的对象
then.call(x, function (y) { // 执行then方法,对于真正的Promise对象,则会注册回调,等到状态变化后,回调函数会执行,回调中能接收到Promise的value值
if (executed) return;
executed = true; // 注册的回调函数只能执行一次
resolvePromise(promise, y, resolve, reject); // 返回值还可能是一个Promise对象,故需要递归直到变为普通值为止
}, function (e) {
if (executed) return;
executed = true;
reject(e);
});
} else { // 不包含then方法的普通对象,直接resolve即可
resolve(x);
}
} catch(e) {
if (executed) return;
executed = true;
reject(e);
}
} else {
resolve(x);
}
}
class Promise {
constructor(executor) { // 传入执行器函数
this.state = PENDING; // Promise对象创建完成后默认为等待状态
this.value = undefined; // 保存异步操作的结果
this.reason = undefined; // 保存失败的原因
this.onFulfilleds = []; // 保存then中注册的完成回调函数
this.onRejecteds = []; // 保存then中注册的拒绝回调函数
const resolve = (value) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次resolve,以第一次resolve为准
this.value = value;
this.state = FULFILLED; // 将Promise对象的状态改为完成状态
this.onFulfilleds.forEach(fn => fn()); // 取出then中注册的完成回调函数并执行
}
};
const reject = (reason) => {
if (this.state === PENDING) { // 防止用户多次reject
this.reason = reason;
this.state = REJECTED; // 将Promise对象的状态改为未完成状态
this.onRejecteds.forEach(fn => fn()); // 取出then中注册的拒绝回调函数并执行
}
};
try {
executor(resolve, reject); // 执行器由用户传入可能会发生错误,所以需要进行捕获
} catch(e) {
reject(e);
}
}
then(onFulfilled, onRejected) {
onFulfilled = typeof onFulfilled === "function" ? onFulfilled : (value) => { // 如果onFulfilled不是函数,则初始化一个完成处理函数
return value;
};
onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : (reason) => { // 如果onRejected不是函数,则初始化一个未完成处理函数
throw reason; // 传什么就抛出什么
}
let promise;
switch(this.state) {
case FULFILLED: // 调用then方法的时候,当前Promise状态已经变成完成状态,则可用立即执行完成的回调函数
promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject);
} catch(e) {
console.log(e);
reject(e);
}
});
});
break;
case REJECTED:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject);
} catch(e) {
reject(e);
}
});
});
break;
case PENDING:
promise = new Promise((resolve, reject) => {
this.onFulfilleds.push(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject);
} catch(e) {
reject(e);
}
});
this.onRejecteds.push(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(promise, x, resolve, reject);
} catch(e) {
reject(e);
}
});
});
break;
}
return promise;
}
catch(onRejected) {
return this.then(null, onRejected); // 仅注册拒绝的回调函数
}
}
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