JS 的 Promise 和 Async 詳解

因為 JavaScript 是單執行緒語言，所以同步程式碼一次只能執行一行。這意味著同步程式碼的運行時間超過瞬間的話，它將停止其餘程式碼的運行，直到完成運行為止。為了防止運行時間不確定的程式碼阻止其他程式碼的運行，我們需要使用非同步程式碼。

Promise

為此，我們可以在程式碼中使用 Promise。 Promise 表示流程運行時間不確定且結果可能是成功或失敗的物件。在 JavaScript 中建立一個 promises，我們使用 Promise 物件的建構子來建立 promise。 Promise 建構函式接受一個擁有 resolve 和 reject 參數的執行函式。兩個參數也都是函數，它們讓我們可以回呼 promise 完成（成功呼叫得到回傳值）或拒絕（傳回錯誤值並標記 promise 失敗）。函數的返回值被忽略。因此，promise 只能回傳 promise。

例如，我們在 JavaScript 定義一個承諾像下面的程式碼:

const promise = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve('abc'), 1000);  
});

上面的程式碼會建立一個一秒後傳回 abc 的 promise。因為我們執行的 setTimeout 是在 executor 函數內一秒後傳回值為 abc 的完成 promise，所以它是非同步程式碼。我們無法在 setTimeout 的回呼函數中傳回值 abc，因此我們必須呼叫 resolve('abc') 來取得解析後的值。我們可以使用 then 函數來存取已完成 promise 的回傳值。 then 函數接受一個回呼函數，該回呼函數將已完成的 promise 的傳回值作為參數。你可以得到你想要的值。例如，我們可以這麼做：

const promise = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve('abc'), 1000);  
});
promise.then((val) => {  
  console.log(val);  
})

當我們執行上方程式碼，我們應該可以得到記錄 abc。正如我們所看到的，promise 會在其完成後呼叫 resolve 函數時提供值。

一個 promise 有三種狀態。初始狀態，promise 既沒有成功也沒有失敗。完成狀態，意味著操作成功完成。或是失敗狀態，意味著 promise 操作失敗。

一個掛起的 promise 可以透過傳回值完成或傳回錯誤失敗。當 promise 完成後，then 函數將會得到對應的回傳值，並傳遞給 then 函數的回呼函數來呼叫。如果 promise 失敗後，我們可以選擇使用 catch 函數來捕獲錯誤，該函數也可以傳遞給回呼函數一個錯誤。 then 和 catch 都回傳一個 promise，因此它們可以一起鍊式使用。

例如，我們可以這麼寫：

const promise = (num) => {  
  return new Promise((resolve, reject) => {  
    setTimeout(() => {  
      if (num === 1) {  
        resolve('resolved')  
      } else {  
        reject('rejected')  
      }  
    }, 1000);  
  });  
}
promise(1)  
  .then((val) => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })promise(2)  
  .then((val) => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })

在上面的程式碼中，我們有一個函數promise，它傳回一個JavaScript promise，其在num 為1 時以resolved 值完成承諾，在num 不為1 時透過錯誤rejected 拒絕承諾。因此我們運行：

promise(1)  
  .then((val) => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })

然後 then 函數運行，由於 num 為 1，promise(1) 函數呼叫會傳回 promise 完成，且解析後的值在 val 中是可用的。因此當我們執行 console.log(val)，我們會得到 resolved。當我們運行下面的程式碼：

promise(2)  
  .then((val) => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })

catch 會運行，因為 promise(2) 函數呼叫失敗傳回 promise，並且被拒絕的錯誤值可用並設定為錯誤。因此我們運行 console.log(error) 會得到 rejected 輸出。

一個 JavaScript promise 物件有一下屬性：length 和 prototype。 length 是構造器參數的數量，其設定為 1，也總是只有一個。 prototype 屬性表示 promise 物件的原型。

promise 還有一個 finally 方法無論 promise 完成或失敗都會執行的程式碼。 finally 方法接受一個回呼函數作為參數，可以運行任何你想運行的程式碼，並且無論 promise 運行結果如何，都可以執行。例如，我們運行：

Promise.reject('error')  
  .then((value) => {  
    console.log(value);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })  
  .finally(() => {  
    console.log('finally runs');  
  })

然後我們得到 error 和 finally runs 的記錄，因為原始的 promise 得到 error 而拒絕。然後運行 finally 方法中的所有程式碼。

使用 promise 最主要的好處是編寫的非同步程式碼，我們可以使用 promise 順序來執行它們。為此，我們可以使用 then 函數鍊式 promise。 then 函數在 promise 完成後接收一個回呼函數並執行它。在 promise 拒絕後，它也接受第二個參數。鍊式使用 promise，我們必須將其第一個回呼函數 then 函數傳回另一個 promise。如果我們不想將另一個 promise 連結到現有的 promise，我們可以傳回其他值，就像沒有一樣。我們可以傳回一個值，該值將在下一個 then 函數中可取得。它還可以拋出一個錯誤。然後 then 返回的 promise 將被拒絕，並拋出錯誤。它還可以傳回已經完成或拒絕的 promise，擋在其後連結的 then 函數時將獲得其完成後的值，或 catch 函數的回呼中獲得錯誤原因。

例如，我們可以這樣寫：

Promise.resolve(1)  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
    return Promise.resolve(2)  
  })  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
  })Promise.resolve(1)  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
    return Promise.reject('error')  
  })  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch(error => console.log(error));Promise.resolve(1)  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
    throw new Error('error');  
  })  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch(error => console.log(error));

在第一个例子中，我们链式调用 promise，并且都 resolve 一个值。所有的 promise 都准备返回为值。在第二个和最后一个例子中，我们拒绝了第二个 promise 或抛出一个错误。它们都做了同样的事情。第二个 promise 被拒绝了，并且错误原因会被回调函数 catch 函数记录下来。我们还可以链接挂起状态的 promise，如下方代码所示：

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 1000);  
});
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(2), 1000);  
});
promise1  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
    return promise2;  
  })  
  .then(val => {  
    console.log(val);  
  })  
  .catch(error => console.log(error));

回调函数 then 函数返回了 promise2，这是一个挂起状态的 promise。

方法

JavaScript 的 promise 有以下方法。

Promise.all (可迭代对象)

Promise.all 接受一个可迭代对象，该对象允许我们在某些计算机上并行运行多个 promise，并在其他计算机上连续运行多个 promise。这对于运行多个不依赖于彼此的值的 promise 非常方便。它接受一个包含 promise 的列表 (通常是一个数组) 的可迭代对象，然后返回一个 Promise，这个 Promise 在可迭代对象中的 promise 被解析时解析。

例如，我们像下面这样写代码，使用 Promise.all 来运行多个 promise：

const promise1 = Promise.resolve(1);  
const promise2 = 2;  
const promise3 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(3), 1000);  
});  
Promise.all([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  });

如果我们运行了上方的代码，然后 console.log 应该会记录下 [1,2,3]。如我们所见，只有所有的 promise 都完成后返回它的解析值。如果其中的拒绝了，我们不会得到任何解析值。相反，我们将得到由被拒绝的 promise 返回的任何错误值。它将会在第一个被拒绝的 promise 处停止，并且发送值给回调函数 catch 函数。例如，如果我们这样：

const promise1 = Promise.resolve(1);  
const promise2 = Promise.reject(2);  
const promise3 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => reject(3), 1000);  
});  
Promise.all([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })  
  .catch(error => {  
    console.log(error);  
  });

然后我们可以在回调函数 catch 函数的 console.log 中得到两个记录。

Promise.allSettled

Promise.allSettled 返回一个 promise，该 promise 的解析在所有的 promise 解析完或拒绝后。它接受带有一组 promise 的可迭代对象，例如，一个 promise 数组。返回的 promise 的解析值是每个 promise 的最终状态的数组。例如，假设我们有：

const promise1 = Promise.resolve(1);  
const promise2 = Promise.reject(2);  
const promise3 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => reject(3), 1000);  
});  
Promise.allSettled([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })

若我们运行上方代码，我们将获得一个包含三个条目的数组，每个条目都是一个对象，该对象有已经完成 promise 的 status 和 value 属性以及被拒绝的 promise 的 status 和 reason 属性。例如，上面的代码会记录 {status: “fulfilled”, value: 1}，{status: “rejected”, reason: 2}，{status: “rejected”, reason: 3}。 fulfilled 状态记录的是成功的 promise，rejected 状态为被拒绝的 promise。

Promise.race

Promise.race 方法返回一个 promise，该 promise 会解析首先完成的 promise 的解析值。它接受一个带有 promise 集合的可迭代对象，例如，一个 promise 数组。如果传入的可迭代对象为空，则返回的 promise 将一直挂起。若可迭代对象包含一个或多个非 promise 值或者已经完成的 promise，Promise.race 将会返回这些条目中的第一个。例如，我们有：

const promise1 = Promise.resolve(1);  
const promise2 = Promise.resolve(2);  
const promise3 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(3), 1000);  
});  
Promise.race([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })

然后我们看到 1 会被记录 。那是因为 promise1 是第一个被解析的，那是因为它是在下一行运行之前就被解析了。同样，如果我们的数组中有一个非 promise 值作为参数进行传入，如下代码所示：

const promise1 = 1;  
const promise2 = Promise.resolve(2);  
const promise3 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(3), 1000);  
});  
Promise.race([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })

然后我们会得到相同的记录，因为它是我们传递给 Promise.race 方法的数组中的非 promise 值。同步代码始终运行在异步代码之前，而不论同步代码在哪里。如果我们有：

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 2000);  
});
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(2), 1000);  
});
const promise3 = 3;  
Promise.race([promise1, promise2, promise3])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })

然后我们记录下 3，因为 setTimeout 将回调函数放入队列中以便稍后运行，所以它将比同步代码更晚执行。

最后，如果我们有:

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 2000);  
}); 
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(2), 1000);  
});
Promise.race([promise1, promise2])  
  .then((values) => {  
    console.log(values);  
  })

然后我们在控制台中得到记录 2，因为在一秒解析的 promise 要比两秒解析的 promise 更早解析。

Promise.reject

Promise.reject 返回一个因某种原因拒绝的 promise。拒绝带有 Error 的实例对象的 promise 非常有用。例如，如果我们有以下代码:

Promise.reject(new Error('rejected'))  
  .then((value) => {  
    console.log(value);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })

然后我们得到 rejected 记录。

Promise.resolve

Promise.resolve 返回一个已解析为传入 resolve 函数参数的值的 promise。我们也可以传递一个带有 then 属性的对象，它的值是 promise 的回调函数。如果该值具有 then 方法，则将使用 then 函数完成 promise。也就是说，then 函数值的第一个参数与 resolve 相同，以及第二个参数与 reject 相同。例如，我们可以编写如下代码：

Promise.resolve(1)  
  .then((value) => {  
    console.log(value);  
  })

然后我们得到 1 记录，因为 1 是我们传递给 resolve 函数来返后具有解析值 1 的承诺的值。

如果我们传入的对象内部带有 then 方法，如下代码所示：

Promise.resolve({  
    then(resolve, reject) {  
      resolve(1);  
    }  
  })  
  .then((value) => {  
    console.log(value);  
  })

然后我们得到记录的值 1。这是因为 Promise.resolve 函数将运行 then 函数，设置为 “then” 属性的函数的 “resolve” 参数将被假定为承诺中称为 “resolve” 函数的函数。并将该函数的 resolve 参数设置为 then 属性可以看作 promise 中一个叫做 resolve 函数。如果我们将传入 then 中的对象替换为 inject 函数，然后我们就可以得到被拒绝的 promise。代码如下所示：

Promise.resolve({  
    then(resolve, reject) {  
      reject('error');  
    }  
  })  
  .then((value) => {  
    console.log(value);  
  })  
  .catch((error) => {  
    console.log(error);  
  })

在上面的代码中，我们会得到 error 记录，这是因为 promise 被拒绝了。

Async 和 Await

使用 async 和 await，我们可以缩短 promise 代码。使用 async 和 await 之前前，我们必须得用 then 函数并且在 then 函数中放入回调函数作为所有的参数。这就使得我们有很多 promise 时代码冗长至极。相反，我们可以使用 async 和 await 语法来替代 then 函数以及相关回调。例如，我们可将以下代码缩短为：

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 2000);  
});
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(2), 1000);  
});
promise1  
  .then((val1) => {  
    console.log(val1);  
    return promise2;  
  })  
  .then((val2) => {  
    console.log(val2);  
  })

写成：

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 2000);  
});  
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(2), 1000);  
});
(async () => {  
  const val1 = await promise1;  
  console.log(val1)  
  const val2 = await promise2;  
  console.log(val2)  
})()

我们使用 await 来替换 then 和回调函数。然后，我们就可以将每个 promise 的解析值分配为变量。注意，如果我们为 promise 代码使用 await，那么我们必须像上例那样添加 async 到函数签名中。为了捕获错误，我们使用 catch 子句取代链式 catch 函数。另外，我们没有在底部链式调用 finally 函数以在 promise 结束时运行代码，而是在 catch 子句后使用 finally 子句。

例如，我们可以这样写：

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => resolve(1), 2000);  
});  
const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {  
  setTimeout(() => reject('error'), 1000);  
});
(async () => {  
  try {  
    const val1 = await promise1;  
    console.log(val1)  
    const val2 = await promise2;  
    console.log(val2)  
  } catch (error) {  
    console.log(error)  
  } finally {  
    console.log('finally runs');  
  }})()

在上面的代码中，我们获得了分配给变量的 promise 的解析值，而不是在 then 函数的回调中获取值，例如在 const response = await promise1 上面的一行。另外，我们使用 try...catch...finally 块来捕获被拒绝的 promise 的错误，以及 finally 子句替代 finally 函数，其无论 promise 执行结果如何，该代码都可以运行。

想其他使用 promise 的函数一样，async 函数始终返回 promise，并且不能返回其他任何东西。在上面的示例中，我们证明了与使用带有回调函数作为参数传递的 then 函数相比，我们可以更短的方式使用 promise。

结束语

使用 promise，让我们编写异步代码更容易。promise 是表示一个处理的运行时间不确定并且结果会成功也会失败的对象。在 JavaScript 中创建一个 promises，我们使用 Promise 对象，该对象是用于创建 promise 的构造函数。

Promise 构造函数接受一个拥有 resolve 和 reject 参数的执行函数。两个参数都是函数，它们让我们可以回调 promise 完成（成功调用得到返回值）或者拒绝（返回错误值并标记 promise 失败）。 The 函数的返回值被忽略。因此，promise 只能返回 promise。

因为 promise 返回 promise，所以 promise 是可链式调用。promise 的 then 函数可以抛出一个错误，返回解析值，或者其他 promise（挂起、已完成或已拒绝的 promise）。

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