站住，你这个Promise！

前排占楼

个人开源项目 — Vchat 正式上线了，欢迎各位小哥哥小姐姐体验。如果觉得还行的话，记得给个star哟 _。

言归正传，你经历过绝望吗？

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众所周知，js是单线程异步机制的。这样就会导致很多异步处理会嵌套很多的回调函数，最为常见的就是ajax请求，我们需要等请求结果返回后再进行某些操作。如：

    function success(data, status) {
        console.log(data)
    }
    function fail(err, status) {
        console.log(err)
    }
    ajax({
        url: myUrl,
        type: 'get',
        dataType: 'json',
        timeout: 1000,
        success: success(data, status),
        fail: fail(err, status)
    })

乍一看还行啊，不够绝望啊，让绝望来的更猛烈一些吧！那么试想一下，如果还有多个请求依赖于上一个请求的返回值呢？五个？六个？代码就会变得非常冗余和不易维护。这种现象，我们一般亲切地称它为‘回调地狱’。现在解决回调地狱的手段有很多，比如非常方便的async/await、Promise等。

我们现在要讲的是Promise。在如今的前端面试中，Promise简直是考点般的存在啊，十个有九个会问。那么我们如何真正的弄懂Promise呢？俗话说的好，‘想要了解它，先要接近它，再慢慢地实现它’。自己实现一个Promise，不就什么都懂了。

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其实网络上关于Promise的文章有很多，我也查阅了一些相关文章，文末有给出相关原文链接。所以本文侧重点是我在实现Promise过程中的思路以及个人的一些理解，有感兴趣的小伙伴可以一起交流。

如果用promise实现上面的ajax，大概是这个效果：

    ajax().success().fail();

何为 Promise

那么什么是Promise呢？

  1. Promise是为了解决异步编程的弊端，使你的代码更有条理、更清晰、更易维护。
  2. Promise是一个构造函数（或者类），接受一个函数作为参数，该函数接受resolve，reject两个参数。
  3. 它的内部有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已成功）和rejected（已失败），其中pending可以转化为fulfilled或者和rejected，但是不能逆向转化，成功和失败也不能相互转化。
  4. value、reason成功的参数和失败的错误信息。
  5. then方法，实现链式调用，类似于jq。

基本用法：

    let getInfo = new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(_ => {
            let ran = Math.random();
            console.log(ran);
            if (ran > 0.5) {
                resolve('success');
            } else {
                reject('fail');
            }
        }, 200);
    });
    getInfo.then(r => {
        return r + ' ----> Vchat';
    }).then(r => {
        console.log(r);
    }).catch(err => {
        console.log(err);
    })
    // ran > 0.5输出 success ----> Vchat
    // ran <= 0.5输出 fail

先定个小目标，然后一步步实现它。

构建Promise

  • 基础构造

    首先需要了解一下基本原理。我第一次接触Promise的时候，还很懵懂（捂脸）。那会只知道这么写，不知道到底是个什么流程走向。下面，我们来看看最基本的实现：

    function Promise(Fn){
        let resolveCall = function() {console.log('我是默认的');}; // 定义为函数是为了防止没有then方法时报错
        this.then = (onFulfilled) => {
            resolveCall = onFulfilled;
        };
        function resolve(v){ // 将resolve的参数传给then中的回调
            resolveCall(v);
        }
        Fn(resolve);
    }
    new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(_ => {
            resolve('success');
        }, 200)
    }).then(r => {
        console.log(r);
    });
    // success

这里需要注意的是，当我们new Promise 的时候Promise里的函数会直接执行。所以如果你想定义一个Promise以待后用，比如axios封装，需要用函数包装。比如这样：

    function myPromise() {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            setTimeout(_ => {
                resolve('success');
            }, 200)
        });
    }
    // myPromise().then()

再回到上面，在new Promise 的时候会立即执行fn，遇到异步方法，于是先执行then中的方法，将 onFulfilled 存储到 resolveCall 中。异步时间到了后，执行 resolve，从而执行 resolveCall即储存的then方法。这是输出的是我们传入的‘success’

这里会有一个问题，如果 Promise 接受的方法不是异步的，则会导致 resolve 比 then 方法先执行。而此时 resolveCall 还没有被赋值，得不到我们想要的结果。所以要给resolve加上异步操作，从而保证then方法先执行。

    // 直接resolve
    new Promise((resolve, reject) => {
        resolve('success');
    }).then(r => {
        console.log(r); // 输出为 ‘我是默认的’，因为此时then方法还没有，then方法的回调没有赋值给resolveCall，执行的是默认定义的function() {}。
    });
    // 加上异步处理，保证then方法先执行
    function resolve(v){
        setTimeout(_ => {
            resolveCall(v);
        })
    }

  • 增加链式调用

    链式调用是Promise非常重要的一个特征，但是上面写的那个函数显然是不支持链式调用的，所以我们需要进行处理。

    function Promise(Fn){
        this.resolves = []; // 方便存储onFulfilled
        this.then = (onFulfilled) => {
            this.resolves.push(onFulfilled);
            return this;
        };
        let resolve = (value) =>{ // 改用箭头函数，这样不用担心this指针问题
            setTimeout(_ => {
                this.resolves.forEach(fn => fn(value));
            });
        };
        Fn(resolve);
    }

可以看到，这里将接收then回调的方法改为了Promise的属性resolves，而且是数组。这是因为如果有多个then，依次push到数组的方式才能存储，否则后面的then会将之前保存的覆盖掉。这样等到resolve被调用的时候，依次执行resolves中的函数就可以了。这样可以进行简单的链式调用。

    new Promise((resolve, reject) => {
        resolve('success');
    }).then(r => {
        console.log(r); // success
    }).then(r => {
        console.log(r); // success
    });

但是我们会有这样的需求, 某一个then链想自己return一个参数供后面的then使用，如：

    then(r => {
        console.log(r);
        return r + ' ---> Vchat';
    }).then();

要做到这一步，需要再加一个处理。

    let resolve = (value) =>{
        setTimeout(_ => {
            // 每次执行then的回调时判断一下是否有返回值，有的话更新value
            this.resolves.forEach(fn => value = fn(value) || value);
        });
    };

  • 增加状态

    我们在文章开始说了Promise的三种状态以及成功和失败的参数，现在我们需要体现在自己写的实例里面。

    function Promise(Fn){
        this.resolves = [];
        this.status = 'PENDING'; // 初始为'PENDING'状态
        this.value;
        this.then = (onFulfilled) => {
            if (this.status === 'PENDING') { // 如果是'PENDING'，则储存到数组中
                this.resolves.push(onFulfilled);
            } else if (this.status === 'FULFILLED') { // 如果是'FULFILLED'，则立即执行回调
                console.log('isFULFILLED');
                onFulfilled(this.value);
            }
            return this;
        };
        let resolve = (value) =>{
            if (this.status === 'PENDING') { // 'PENDING' 状态才执行resolve操作
                setTimeout(_ => {
                    //状态转换为FULFILLED
                    //执行then时保存到resolves里的回调
                    //如果回调有返回值，更新当前value
                    this.status = 'FULFILLED';
                    this.resolves.forEach(fn => value = fn(value) || value);
                    this.value = value;
                });
            }
        };
        Fn(resolve);
    }

这里可能会有同学觉得困惑，我们通过一个例子来说明增加的这些处理到底有什么用。

    let getInfo = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve('success');
    }).then(_ => {
        console.log('hahah');
    });
    setTimeout(_ => { 
        getInfor.then(r => {
            console.log(r); // success
        })
    }, 200);

在resolve函数中，判断了'PENDING' 状态才执行setTimeout方法，并且在执行时更改了状态为'FULFILLED'。这时，如果运行这个例子，只会输出一个‘success’，因为接下来的异步方法调用时状态已经被改为‘FULFILLED’，所以不会再次执行。

这种情况要想它可以执行，就需要用到then方法里的判断，如果状态是'FULFILLED'，则立即执行回调。此时的传参是在resolve执行时保存的this.value。这样就符合Promise的状态原则，PENDING不可逆，FULFILLED和REJECTED不能相互转化。

  • 增加失败处理

    可能有同学发现我一直没有处理reject，不用着急。reject和resolve流程是一样的，需要一个reason做为失败的信息返回。在链式调用中，只要有一处出现了reject，后续的resolve都不应该执行，而是直接返回reject。

    this.reason;
    this.rejects = [];
     // 接收失败的onRejected函数
    if (this.status === 'PENDING') {
        this.rejects.push(onRejected);
    }
     // 如果状态是'REJECTED'，则立即执行onRejected。
    if (this.status === 'REJECTED') {
        onRejected(this.reason);
    }
    // reject方法
    let reject = (reason) =>{
        if (this.status === 'PENDING') {
            setTimeout(_ => {
                //状态转换为REJECTED
                //执行then时保存到rejects里的回调
                //如果回调有返回值，更新当前reason
                this.status = 'REJECTED';
                this.rejects.forEach(fn => reason = fn(reason) || reason);
                this.reason = reason;
            });
        }
    };
    // 执行Fn出错直接reject
    try {
        Fn(resolve, reject);
    }
    catch(err) {
        reject(err);
    }

在执行储存then中的回调函数那一步有一个细节一直没有处理，那就是判断是否有onFulfilled或者onRejected方法，因为是允许不要其中一个的。现在如果then中缺少某个回调，会直接push进undefined，如果执行的话就会出错，所以要先判断一下是否是函数。

    this.then = (onFulfilled, onRejected) => {
        // 判断是否是函数，是函数则执行
        function success (value) {
            return typeof onFulfilled === 'function' && onFulfilled(value) || value;
        }
        function erro (reason) {
            return typeof onRejected === 'function' && onRejected(reason) || reason;
        }
        // 下面的处理也要换成新定义的函数
        if (this.status === 'PENDING') {
            this.resolves.push(success);
            this.rejects.push(erro);
        } else if (this.status === 'FULFILLED') {
            success(this.value);
        } else if (this.status === 'REJECTED') {
            erro(this.reason);
        }
        return this;
    };

因为reject回调执行时和resolve基本一样，所以稍微优化一下部分代码。

    if(this.status === 'PENDING') {
        let transition = (status, val) => {
            setTimeout(_ => {
                this.status = status;
                let f = status === 'FULFILLED',
                    queue = this[f ? 'resolves' : 'rejects'];
                queue.forEach(fn => val = fn(val) || val);
                this[f ? 'value' : 'reason'] = val;
            });
        };
        function resolve(value) {
            transition('FULFILLED', value);
        }
        function reject(reason) {
            transition('REJECTED', reason);
        }
    }

  • 串行 Promise

    假设有多个ajax请求串联调用，即下一个需要上一个的返回值作为参数，并且要return一个新的Promise捕捉错误。这样我们现在的写法就不能实现了。

    我的理解是之前的then返回的一直是this，但是如果某一个then方法出错了，就无法跳出循环、抛出异常。而且原则上一个Promise，只要状态改变成‘FULFILLED’或者‘REJECTED’就不允许再次改变。

    之前的例子可以执行是因为没有在then中做异常的处理，即没有reject，只是传递了数据。所以如果要做到每一步都可以独立的抛出异常，从而终止后面的方法执行，还需要再次改造，我们需要每个then方法中return一个新的Promise。

    // 把then方法放到原型上，这样在new一个新的Promise时会去引用prototype的then方法，而不是再复制一份。
    Promise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
        let promise = this;
        return new Promise((resolve, reject) => {
            function success (value) {
                let val = typeof onFulfilled === 'function' && onFulfilled(value) || value;
                resolve(val); // 执行完这个then方法的onFulfilled以后，resolve下一个then方法
            }
            function erro (reason) {
                let rea = typeof onRejected === 'function' && onRejected(reason) || reason;
                reject(rea); // 同resolve
            }
            if (promise.status === 'PENDING') {
                promise.resolves.push(success);
                promise.rejects.push(erro);
            } else if (promise.status === 'FULFILLED') {
                success(promise.value);
            } else if (promise.status === 'REJECTED') {
                erro(promise.reason);
            }
        });
    };

在成功的函数中还需要做一个处理，用以支持在then的回调函数（onFulfilled）中return的Promise。如果onFulfilled方法return的是一个Promise，则直接执行它的then方法。如果成功了，就继续执行后面的then链，失败了直接调用reject。

    function success(value) {
        let val = typeof onFulfilled === 'function' && onFulfilled(value) || value;
        if(val && typeof val['then'] === 'function'){ // 判断是否有then方法
            val.then(function(value){ // 如果返回的是Promise 则直接执行得到结果后再调用后面的then方法
                resolve(value);
            },function(reason){
                reject(reason);
            });
        }else{
            resolve(val);
        }
    }

找个例子测试一下

    function getInfo(success, fail) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            setTimeout(_ => {
                let ran = Math.random();
                console.log(success, ran);
                if (ran > 0.5) {
                    resolve(success);
                } else {
                    reject(fail);
                }
            }, 200);
        })
    }
    getInfo('Vchat', 'fail').then(res => {
        console.log(res);
        return getInfo('可以线上预览了', 'erro');
    }, rej => {
        console.log(rej);
    }).then(res => {
        console.log(res);
    }, rej => {
        console.log(rej);
    });
    // 输出
    // Vchat 0.8914818954810422
    // Vchat
    // 可以线上预览了 0.03702367800412443
    // erro

总结

到这里，Promise的主要功能基本上都实现了。还有很多实用的扩展，我们也可以添加。
比如 catch可以看做then的一个语法糖，只有onRejected回调的then方法。其它Promise的方法，比如.all、.race 等等，感兴趣的小伙伴可以自己实现一下。另外，文中如有不对之处，还请指出_。

    Promise.prototype.catch = function(onRejected){
        return this.then(null, onRejected);
    }

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