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如何理解Promise - 《站住,你这个Promise!》

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。

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,在每个then方法中return一个this。

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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作者:江三疯

来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/52714698

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