JavaScript Promise Apocalypse_javascript tips

This article mainly popularizes the usage of promise.

JavaScript has always used callback to handle asynchronous processing, and the callback mechanism is almost universally accepted in the field of front-end development. When designing APIs, whether they are browser manufacturers, SDK developers, or authors of various class libraries, they have basically followed the callback routine.

As the JavaScript development model has gradually matured in recent years, CommonJS specifications have emerged, including the Promise specification. Promise has completely changed the way js asynchronous programming is written, making asynchronous programming very easy to understand.

In the callback model, we assume that we need to execute an asynchronous queue. The code may look like this:

loadImg('a.jpg', function() {
  loadImg('b.jpg', function() {
    loadImg('c.jpg', function() {
      console.log('all done!');
    });
  });
});

这也就是我们常说的回调金字塔，当异步的任务很多的时候，维护大量的callback将是一场灾难。当今Node.js大热，好像很多团队都要用它来做点东西以沾沾“洋气”，曾经跟一个运维的同学聊天，他们也是打算使用Node.js做一些事情，可是一想到js的层层回调就望而却步。

好，扯淡完毕，下面进入正题。

Promise可能大家都不陌生，因为Promise规范已经出来好一段时间了，同时Promise也已经纳入了ES6，而且高版本的chrome、firefox浏览器都已经原生实现了Promise，只不过和现如今流行的类Promise类库相比少些API。

所谓Promise，字面上可以理解为“承诺”，就是说A调用B，B返回一个“承诺”给A，然后A就可以在写计划的时候这么写：当B返回结果给我的时候，A执行方案S1，反之如果B因为什么原因没有给到A想要的结果，那么A执行应急方案S2，这样一来，所有的潜在风险都在A的可控范围之内了。

上面这句话，翻译成代码类似：

var resB = B();
var runA = function() {
  resB.then(execS1, execS2);
};
runA();

只看上面这行代码，好像看不出什么特别之处。但现实情况可能比这个复杂许多，A要完成一件事，可能要依赖不止B一个人的响应，可能需要同时向多个人询问，当收到所有的应答之后再执行下一步的方案。最终翻译成代码可能像这样：

var resB = B();
var resC = C();
...

var runA = function() {
  reqB
    .then(resC, execS2)
    .then(resD, execS3)
    .then(resE, execS4)
    ...
    .then(execS1);
};

runA();

在这里，当每一个被询问者做出不符合预期的应答时都用了不同的处理机制。事实上，Promise规范没有要求这样做，你甚至可以不做任何的处理（即不传入then的第二个参数）或者统一处理。

好了，下面我们来认识下Promise/A+规范：

• 一个promise可能有三种状态：等待（pending）、已完成（fulfilled）、已拒绝（rejected）
• 一个promise的状态只可能从“等待”转到“完成”态或者“拒绝”态，不能逆向转换，同时“完成”态和“拒绝”态不能相互转换
• promise必须实现then方法（可以说，then就是promise的核心），而且then必须返回一个promise，同一个promise的then可以调用多次，并且回调的执行顺序跟它们被定义时的顺序一致
• then方法接受两个参数，第一个参数是成功时的回调，在promise由“等待”态转换到“完成”态时调用，另一个是失败时的回调，在promise由“等待”态转换到“拒绝”态时调用。同时，then可以接受另一个promise传入，也接受一个“类then”的对象或方法，即thenable对象。

可以看到，Promise规范的内容并不算多，大家可以试着自己实现以下Promise。

以下是笔者自己在参考许多类Promise库之后简单实现的一个Promise，代码请移步promiseA。

简单分析下思路：

构造函数Promise接受一个函数resolver，可以理解为传入一个异步任务，resolver接受两个参数，一个是成功时的回调，一个是失败时的回调，这两参数和通过then传入的参数是对等的。

其次是then的实现，由于Promise要求then必须返回一个promise，所以在then调用的时候会新生成一个promise，挂在当前promise的_next上，同一个promise多次调用都只会返回之前生成的_next。

由于then方法接受的两个参数都是可选的，而且类型也没限制，可以是函数，也可以是一个具体的值，还可以是另一个promise。下面是then的具体实现：

Promise.prototype.then = function(resolve, reject) {
  var next = this._next || (this._next = Promise());
  var status = this.status;
  var x;

  if('pending' === status) {
    isFn(resolve) && this._resolves.push(resolve);
    isFn(reject) && this._rejects.push(reject);
    return next;
  }

  if('resolved' === status) {
    if(!isFn(resolve)) {
      next.resolve(resolve);
    } else {
      try {
        x = resolve(this.value);
        resolveX(next, x);
      } catch(e) {
        this.reject(e);
      }
    }
    return next;
  }

  if('rejected' === status) {
    if(!isFn(reject)) {
      next.reject(reject);
    } else {
      try {
        x = reject(this.reason);
        resolveX(next, x);
      } catch(e) {
        this.reject(e);
      }
    }
    return next;
  }
};

 

这里，then做了简化，其他promise类库的实现比这个要复杂得多，同时功能也更多，比如还有第三个参数——notify，表示promise当前的进度，这在设计文件上传等时很有用。对then的各种参数的处理是最复杂的部分，有兴趣的同学可以参看其他类Promise库的实现。

在then的基础上，应该还需要至少两个方法，分别是完成promise的状态从pending到resolved或rejected的转换，同时执行相应的回调队列，即resolve()和reject()方法。

到此，一个简单的promise就设计完成了，下面简单实现下两个promise化的函数：

function sleep(ms) {
  return function(v) {
    var p = Promise();

    setTimeout(function() {
      p.resolve(v);
    }, ms);

    return p;
  };
};

function getImg(url) {
  var p = Promise();
  var img = new Image();

  img.onload = function() {
    p.resolve(this);
  };

  img.onerror = function(err) {
    p.reject(err);
  };

  img.url = url;

  return p;
};

由于Promise构造函数接受一个异步任务作为参数，所以getImg还可以这样调用：

function getImg(url) {
  return Promise(function(resolve, reject) {
    var img = new Image();

    img.onload = function() {
      resolve(this);
    };

    img.onerror = function(err) {
      reject(err);
    };

    img.url = url;
  });
};

接下来（见证奇迹的时刻），假设有一个BT的需求要这么实现：异步获取一个json配置，解析json数据拿到里边的图片，然后按顺序队列加载图片，没张图片加载时给个loading效果

function addImg(img) {
  $('#list').find('> li:last-child').html('').append(img);
};

function prepend() {
  $('<li>')
    .html('loading...')
    .appendTo($('#list'));
};

function run() {
  $('#done').hide();
  getData('map.json')
    .then(function(data) {
      $('h4').html(data.name);

      return data.list.reduce(function(promise, item) {
        return promise
          .then(prepend)
          .then(sleep(1000))
          .then(function() {
            return getImg(item.url);
          })
          .then(addImg);
      }, Promise.resolve());
    })
    .then(sleep(300))
    .then(function() {
      $('#done').show();
    });
};

$('#run').on('click', run);

这里的sleep只是为了看效果加的，可猛击查看demo！当然，Node.js的例子可查看这里。

在这里，Promise.resolve(v)静态方法只是简单返回一个以v为肯定结果的promise，v可不传入，也可以是一个函数或者是一个包含then方法的对象或函数（即thenable）。

类似的静态方法还有Promise.cast(promise)，生成一个以promise为肯定结果的promise；

Promise.reject(reason)，生成一个以reason为否定结果的promise。

我们实际的使用场景可能很复杂，往往需要多个异步的任务穿插执行，并行或者串行同在。这时候，可以对Promise进行各种扩展，比如实现Promise.all()，接受promises队列并等待他们完成再继续，再比如Promise.any()，promises队列中有任何一个处于完成态时即触发下一步操作。

标准的Promise

可参考html5rocks的这篇文章JavaScript Promises，目前高级浏览器如chrome、firefox都已经内置了Promise对象，提供更多的操作接口，比如Promise.all()，支持传入一个promises数组，当所有promises都完成时执行then，还有就是更加友好强大的异常捕获，应对日常的异步编程，应该足够了。

第三方库的Promise

现今流行的各大js库，几乎都不同程度的实现了Promise，如dojo，jQuery、Zepto、when.js、Q等，只是暴露出来的大都是Deferred对象，以jQuery（Zepto类似）为例，实现上面的getImg()：

function getImg(url) {
  var def = $.Deferred();
  var img = new Image();

  img.onload = function() {
    def.resolve(this);
  };

  img.onerror = function(err) {
    def.reject(err);
  };

  img.src = url;

  return def.promise();
};

当然，jQuery中，很多的操作都返回的是Deferred或promise，如animate、ajax：

// animate
$('.box')
  .animate({'opacity': 0}, 1000)
  .promise()
  .then(function() {
    console.log('done');
  });

// ajax
$.ajax(options).then(success, fail);
$.ajax(options).done(success).fail(fail);

// ajax queue
$.when($.ajax(options1), $.ajax(options2))
  .then(function() {
    console.log('all done.');
  }, function() {
    console.error('There something wrong.');
  });

jQuery还实现了done()和fail()方法，其实都是then方法的shortcut。

处理promises队列，jQuery实现的是$.when()方法，用法和Promise.all()类似。

其他类库，这里值得一提的是when.js，本身代码不多，完整实现Promise，同时支持browser和Node.js，而且提供更加丰富的API，是个不错的选择。这里限于篇幅，不再展开。

尾声

我们看到，不管Promise实现怎么复杂，但是它的用法却很简单，组织的代码很清晰，从此不用再受callback的折磨了。

最后，Promise是如此的优雅！但Promise也只是解决了回调的深层嵌套的问题，真正简化JavaScript异步编程的还是Generator，在Node.js端，建议考虑Generator。

Next article, study Generator.

github original text: https://github.com/chemdemo/chemdemo.github.io/issues/6