Promise的探索

关于本文

Tips: 本文参考标准规范为 Promises/A+

[链接:https://promisesaplus.com/]

Promise 来源

  • 起源:Promise最初被提出是在 E语言中, 它是基于并列/并行处理设计的一种编程语言。

  • 核心:解决 回调地狱 的问题

  • 原JS异步处理方式,存在如下问题:
    非Promise实现异步处理方式,如下:

        let fs = require('fs');
        fs.readFile('./2.promise/1.txt','utf8',function(err,data){
            fs.readFile(data,'utf8',function(err,data){
                console.log(data);
            });
        });
    

    总结存在问题(虽然都能解决,但是可拓展性太差):

    • try/catch问题
    • 无法在同一时刻合并两次异步的结果,异步方案不支持return
  • Promise的处理方式

    • 理念:Promise是把类似的异步处理对象和处理规则进行规范化, 并按照采用统一的接口来编写,而采取规定方法之外的写法都会出错。
    var promise = getAsyncPromise("fileA.txt"); 
    
    promise.then(function(result){
        // 获取文件内容成功时的处理
        ...
    }).catch(function(error){
        // 获取文件内容失败时的处理
        ...
    });
    

Promise 状态流

用new Promise 实例化的promise对象有以下三个状态。

  • Pending (es6, has-resolution)
    既不是resolve也不是reject的状态。 promise对象刚被创建后的初始化状态

  • resolved (es6, has-rejection)
    resolve(成功)时,此时会调用 onFulfilled

  • rejected (es6,unresolved)
    reject(失败)时。此时会调用 onRejected

Promise API

三个类型,内含部分源码实现

  • Constructor
    • 状态机 status
    • 处理函数 reject, resolve
    • 执行函数 executor
  • Instance Method
    • Resolve callback(onFulfilled会被调用)

      function resolve(value) { 
          // 成功状态
          if (self.status === 'pending') {
              self.status = 'resolved';
              self.value = value;
      
              // 执行成功的回调
              self.onResolvedCallbacks.forEach(function (fn) {
                  fn();
              });
          }
      }
      
    • Reject callback (onRejected 会被调用)

      function reject(reason) {
          if (self.status === 'pending') {
              self.status = 'rejected';
              self.reason = reason;
      
              // 执行是失败的回调
              self.onRejectedCallbacks.forEach(function (fn) {
                  fn();
              });
          }
      }
      
      • promise.then 成功和失败时都可以使用。 另外在只想对异常进行处理时可以采用 promise.then(undefined, onRejected) 这种方式,只指定reject时的回调函数即可。
      • 不过这种情况下promise.catch(onRejected) 应该是个更好的选择。
    • Static Method (静态方法)

      • Promise.all

        原理:hold住所有的队列中的实例,等待所有实例执行完毕后,执行resolve 一起返回

        Promise.all = function(promises) {
            //promises是一个promise的数组
            return new Promise(function (resolve, reject) {
                //arr是最终返回值的结果
                let arr = [];
                // 表示成功了多少次
                let i = 0;
        
                function processData(index, y) {
                    arr[index] = y;
                    if (++i === promises.length) {
                        resolve(arr);
                    }
                }
        
                for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
                    promises[i].then(function (y) {
                        processData(i, y)
                    }, reject)
                }
            });
        }
        
      • Promise.catch

        原理:利用的是promise实例的链式调用中,如果return 一个error flag(例如: null, throw new Error等),则直接走到 Reject callback 中

        // 捕获错误的方法
        Promise.prototype.catch = function (callback) {
            return this.then(null, callback)
        }
        
      • Promise.race

        释义:只要有一个promise成功了 就算成功。如果第一个失败了就失败了

        Promise.race = function (promises) {
            return new Promise(function (resolve, reject) {
                for (var i = 0; i < promises.length; i++) {
                    promises[i].then(resolve,reject)
                }
            })
        }
        
      • Promise.resolve

        释义:生成一个成功的promise

        Promise.resolve = function(value){
            return new Promise(function(resolve,reject){
                resolve(value);
            })
        }
        
      • Promise.reject

        释义:生成一个失败的promise

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

Promise 核心方法实现

  • 核心特性
    • 多次then的实现

      • 原理:promise实例可以多次then,当成功后会将then中的成功方法按顺序执行,我们可以先将then中的成功的回调和失败的回调存到数组内,当成功时调用成功的数组即可
    • 链式调用

      • 原理:promise实现链式调用靠的是返回一个新的promise
    • 兼容所有返回结果

      • 有值就进入下一个的then中

        如果then中无论是成功的回调还是失败的回调只要返回了结果就会走下一个then中的成功,如果有错误走下一个then的失败

      • 普通值,例如 string类型

        如果第一个promise返回一个普通值, 会进到下一次then的成功的回调

      • Error 值,例如 throw new Error()

        如果第一个promise返回一个Error值, 会进到下一次then的失败的回调

      • promise

        如果第一个promise返回了一个promise,需要等待返回的promise执行后的结果传递给下一次then中

    • resolvePromise 处理重复返回promise的方法

      • 校验循环引用

        resolvePromise 返回的结果和promise是同一个那么永远不会成功和失败,导致循环引用

        // 预防循环引用
        if (promise2 === x) { //这里应该报一个类型错误,有问题
            return reject(new TypeError('循环引用'))
        }
        
    * `校验value是不是一个promise`
        
        如果x是对象,并且x的then方法是函数,我们就认为他是一个promise

        ```
        if (x !== null && (typeof x === 'object' || typeof x === 'function')) {
            ....
        }
        ```

    * `校验promise 是否ok`

        有些人写的promise可能会既调用成功 又调用失败,如果两个都调用先调用谁另一个就忽略掉

* promise中`值的穿透`
    * 原理:校验方法是不是又返回值,如果没有,则`内置回调方法,默认把值往下传递`
    ```
    //成功和失败默认不穿给一个函数
    onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function (value) {
        return value;
    }
    onRjected = typeof onRjected === 'function' ? onRjected : function (err) {
        throw err;
    }
    ```
* promise规范中要求,`所有的onFufiled和onRjected都需要异步执行,setTimeout`
    ```
    setTimeout(function () {
        try {
            let x = onFulfilled(self.value);
            // x可能是别人promise,写一个方法统一处理
            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
        } catch (e) {
            reject(e);
        }
    })
    ```


`如下开始展示源码实现`
  • 构造函数 Promise 的实现

    function Promise(executor) { // executor是一个执行函数
        let self = this;
        self.status = 'pending'; // 状态机,默认值为pending,初始化的值
        self.value = undefined; // 默认成功的值
        self.reason = undefined; // 默认失败的原因
        self.onResolvedCallbacks = []; // 存放then成功的回调
        self.onRejectedCallbacks = []; // 存放then失败的回调
    
        // 成功时的处理函数
        function resolve(value) { // 成功状态
            if (self.status === 'pending') {
                self.status = 'resolved';
                self.value = value;
                self.onResolvedCallbacks.forEach(function (fn) {
                    fn();
                });
            }
        }
    
        // 失败时的处理函数
        function reject(reason) {
            if (self.status === 'pending') {
                self.status = 'rejected';
                self.reason = reason;
                self.onRejectedCallbacks.forEach(function (fn) {
                    fn();
                });
            }
        }
    
        try {
            executor(resolve, reject)
        } catch (e) {
            // 捕获的时候发生异常,就直接失败了
            reject(e);
        }
    }
    
  • then方法实现

    1. 步骤1处理了值穿透的问题,case如下:
      promise.then().then().then(function() {
          ...
      });
      

    结构代码:

    Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRjected) {
        // 步骤1:
        // 成功和失败默认不穿给一个函数
        onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function (value) {
            return value;
        }
        onRjected = typeof onRjected === 'function' ? onRjected : function (err) {
            throw err;
        }
    
        let self = this;
        let promise2;
    
        // 步骤2:
        // 成功的处理
        if (self.status === 'resolved') {
            promise2 = new Promise(function (resolve, reject) {
                // 当成功或者失败执行时有异常那么返回的promise应该处于失败状态
                // x可能是一个promise 也有可能是一个普通的值
    
                setTimeout(function () {
                    try {
                        let x = onFulfilled(self.value);
                        // x可能是别人promise,写一个方法统一处理
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    }
                    catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                })
            })
        }
    
        // 步骤3:
        // 错误的处理
        if (self.status === 'rejected') {
            promise2 = new Promise(function (resolve, reject) {
                setTimeout(function () {
                    try {
                        let x = onRjected(self.reason);
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    } catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                })
            })
        }
    
        // 步骤4:
        // 等待异步执行的过程当,即调用then时可能没成功 也没失败
        // 此时还需要同步的回调函数push到队列中,方便后面的回调使用
        if (self.status === 'pending') {
            promise2 = new Promise(function (resolve, reject) {
    
                // 此时没有resolve 也没有reject
                self.onResolvedCallbacks.push(function () {
                    setTimeout(function () {
                        try {
                            let x = onFulfilled(self.value);
                            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                        } catch (e) {
                            reject(e)
                        }
                    })
                });
    
                self.onRejectedCallbacks.push(function () {
                    setTimeout(function () {
                        try {
                            let x = onRjected(self.reason);
                            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                        } catch (e) {
                            reject(e);
                        }
                    })
                });
            })
        }
    
        return promise2;
    }
    
  • 处理函数,resolvePromise方法实现

    function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
        // 校验:循环引用
        if (promise2 === x) {
            return reject(new TypeError('循环引用了'))
        }
    
        // 校验:表示是否调用过成功或者失败
        let called;
    
        // 校验:看x是不是一个promise,promise应该是一个对象
        if (x !== null && (typeof x === 'object' || typeof x === 'function')) {
    
            // 可能是promise {},看这个对象中是否有then方法,如果有then我就认为他是promise了
            try {
                let then = x.then;
                if (typeof then === 'function') {
    
                    // 成功
                    then.call(x, function (y) {
                        if (called) return
                        called = true;
    
                        // y可能还是一个promise,在去解析直到返回的是一个普通值
                        resolvePromise(promise2, y, resolve, reject)
                    }, function (err) { //失败
                        if (called) return
                        called = true
    
                        reject(err);
                    })
                } else {
                    resolve(x)
                }
            } catch (e) {
                if (called) return
                called = true;
                reject(e);
            }
        } else {
            // 说明是一个普通值1
            resolve(x);
        }
    }
    

Promise 语法糖

原理:语法糖负责帮你简化了逻辑,代码结构如下

Promise.defer = Promise.deferred = function () {
    let dfd = {};
    dfd.promise = new Promise(function (resolve, reject) {
        dfd.resolve = resolve;
        dfd.reject = reject;
    });
    return dfd
}

类似Q.js用法如图:

let fs = require('fs');
let Q = require('q');

function readFile(url) {
    let defer = Q.defer();

    require('fs').readFile(url, 'utf8', function (err, data) {
        if (err) defer.reject(err);
        defer.resolve(data);
    });

    return defer.promise
}

Promise 的未来发展

由于es6 generator 以及es7 await/async 的兴起,我们将在下一章,继续进行generator 和 co的结合的异步处理探索

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