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详细介绍JavaScript 中的 Promise

黄舟原创: 2017-03-04 15:30:151450浏览

一、前言

JavaScript是单线程的，固，一次只能执行一个任务，当有一个任务耗时很长时，后面的任务就必须等待。那么，有什么办法，可以解决这类问题呢？（抛开WebWorker不谈），那就是让代码异步执行嘛。什么意思，如Ajax异步请求时，就是通过不断监听readyState的值，以确定执行指定的回调函数。

通常的异步执行有三种，回调函数、事件监听以及发布订阅，其中事件监听和发布订阅其实差不多，只是后者更加健壮一些。

如回调函数，回调函数是应用在异步执行中最简单的编程思想。如下：

function async(item,callback){
    console.log(item);
    setTimeout(function(){
        callback(item+1);
    },1000);    
}

在上述列子中，执行async函数时，完成打印操作，并在1秒后执行callback回调函数（但不一定是1秒，详情见”setTimeout那些事儿”）。

异步的主要目的就是处理非阻塞，提升性能。想象一下，如果某个操作需要经过多个async函数操作呢，如下：

async(1, function(item){
    async(item, function(item){
        async(item, function(item){
            console.log(&#39;To be continued..&#39;);
        });
    });
});

是不是有点不易阅读了？

再比如，为了让上述代码更加健壮，我们可以加入异常捕获。在异步的方式下，异常处理分布在不同的回调函数中，我们无法在调用的时候通过try…catch的方式来处理异常，所以很难做到有效，清楚。

哎哟喂，那可怎么办呢？

噔噔噔噔，噔噔噔噔—Promise闪亮登场。

倘若用ES6的Promise优化上述代码，可得：

function opration(item){
    var p = new Promise(function(resolve, reject){
        setTimeout(function(){
            resolve(item+1);
        },1000);
    });
    console.log(item);
    return p;
}
function failed(e){
    console.log(e);
}
Promise.resolve(1).then(opration).then(opration).then(opration).catch(failed);

用Promise 优化后的代码，优点显而易见，让回调函数变成了链式调用，避免了层层嵌套，使程序流程变得清晰明朗，并为一个或者多个回调函数抛出的错误通过catch方法进行统一处理。

哎呦，不错嘛，那这个ES6中的Promise到底是何方圣神，具体使用法则是什么呢？我们就一起来探究探究。

二、Promise概述

Promise是异步编程的一种解决方案，比传统的解决方案（回调和事件）更合理和更强大。它由社区最早提出和实现，ES6将其写进了语言标准，统一了用法，原生提供了Promise对象。

Promise对象有且只有三种状态：

1、 pending：异步操作未完成。

2、 resolved：异步操作已完成。

3、 rejected：异步操作失败。

又，这三种状态的变化只有两种模式，并且一旦状态改变，就不会再变：

1、异步操作从pending到resolved；

2、异步操作从pending到rejected；

好了，既然它是属于ES6规范，我们再通过chrome，直接打印出Promise，看看这玩意：

恩，一目了然，Promise为构造函数，欧克，这样通过它，我们就可以实例化自己的Promise对象了，并加以利用。

三、Promise入门指南

Promise既然是一个构造函数，那么我们就先new一个看看。如下：

var p = new Promise();

并执行上述代码，chrome截图如下：

怎么报错了呢？

哦，对了，Promise构造函数，需要一个函数作为其参数哦，并且作为参数的函数中，有两个参数，第一个参数的作用为，当异步操作从pending到resolved时，供其调用；第二个参数的作用为，当异步操作从pending到rejected时，供其调用。

例如，我将匿名函数的第一个参数取名为resolve；第二个参数取名为reject。Demo如下：

var p = new Promise(function(resolve, reject){
    console.log(&#39;new一个Promise对象&#39;);
    setTimeout(function(){
        resolve(&#39;Monkey&#39;);
    },1000);
});

并执行上述代码，chrome截图如下：

特别提醒：当传入匿名函数作为构造函数Promise的参数时，我们在new的时候，匿名函数就已经执行了，如上图。

咦，上述代码中，我们在匿名函数中，通过setTimeout定时器，在1秒后，还调用了resolve呢，怎么没有报undefined或者错误呢？！

这就是Promise强大之处的一点。正因为这样，我们就可以将异步操作改写成优雅的链式调用。怎么调用呢？

还记得，我们在“Promise概述”一小节中，通过chrome打印Promise，用红线框中的区域么？其中，Promise原型中有一then方法（Promise.prototype.then），通过这个then方法，就可以了。如下：

p.then(function(value){
    console.log(value);
});

其中，then方法有两个匿名函数作为其参数，与Promise的resolve和reject参数一一对应。执行代码，结果如下：

好了，当then执行完后，如果我们想继续在其之后看，使用then方法链式调用，有两种情况，一种是直接返回非Promise对象的结果；另一种是返回Promise对象的结果。

1、返回非Promise对象的结果：紧跟着的then方法，resolve立刻执行。并可使用前一个then方法返回的结果。如下：

p.then(function(value){
    console.log(value);
    //返回非Promise对象，如我的对象
    return {
        name: &#39;Dorie&#39;,
        age: 18
    };
}).then(function(obj){
    console.log(obj.name);
});

执行上述完整代码，chrome截图如下：

2、返回Promise对象的结果：紧跟着的then方法，与new Promise后的then方法一样，需等待前面的异步执行完后，resolve方可被执行。如下：

p.then(function(value){
    var p = new Promise(function(resolve, reject){
        setTimeout(function(){
            var message = value + &#39; V Dorie&#39;
            resolve(message);
        },1000);
    });
    console.log(value);
    //返回一个Promise对象
    return p;
}).then(function(value){
    console.log(value);
});

执行上述完整代码，chrome截图如下：

那么，当创建、执行Promise方法中有异常报错，如何捕获呢？

Promise.prototype.catch原型方法，就是为其而设定的。它具有冒泡的特性，比如当创建Promise实例时，就出错了，错误消息就会通过链式调用的这条链，一直追溯到catch方法，如果找到尽头都没有，就报错，并且再找到catch之前的所有then方法都不能执行了。Demo如下（代码太长，请自行展开）：

<!DOCTYPE html>
    <head>
        <title>test</title>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
    </head>
    <body>
        <script>
            var p = new Promise(function(resolve, reject){
                //M未定义
                console.log(M);
                setTimeout(function(){
                    resolve(&#39;Monkey&#39;);
                },1000);
            });
            p.then(function(value){
                var p = new Promise(function(resolve, reject){
                    setTimeout(function(){
                        var message = value + &#39; V Dorie&#39;
                        resolve(message);
                    },1000);
                });
                console.log(value);
                //返回一个Promise对象
                return p;
            }).then(function(value){
                console.log(value);
                return &#39;next is catch&#39;;
            }).catch(function(e){
                console.log(e);
            }).then(function(value){
                console.log(&#39;execute,but value is &#39; + value);
            });
        </script>
    </body>
</html>

执行上述代码，chrome截图如下：

好了，到这里，我们已经了解了最常用的Promise.prototype.then和Promise.prototype.catch这两个原型方法。另外，像Promise构造函数还有属于自身的方法，如all、rece、resolve、reject等，详情请点击这里（here）。

通过一路上对Promise的讲述，我们也有了一定的认识，其实Promise并没有想象中的那么难以理解嘛。懂得Promise概念后，其实我们自己也可以实现一个简易版的Promise。下面就一同尝试实现一个呗。

四、模拟Promise

假设：有三个异步操作方法f1,f2,f3，且f2依赖于f1，f3依赖于f2。如果，我们采用ES6中Promise链式调用的思想，我们可以将程序编写成这样：

f1().then(f2).then(f3);

那么，通过上面这一系列链式调用，怎样才能达到与ES6中Promise相似的功能呢？

初步想法：首先将上述链式调用的f2、f3保存到f1中，当f1中的异步执行完后，再调用执行f2，并将f1中的f3保存到f2中，最后，等f2中的异步执行完毕后，调用执行f3。详细构思图，如下：

从上图可知，由于f1、f2 、f3是可变得，所以存储数组队列thens，可放入，我们即将创建的模拟Promise构造函数中。具体实现代码如下：

//模拟Promise
function Promise(){
    this.thens = [];
};
Promise.prototype = {
    constructor: Promise,
    then: function(callback){
        this.thens.push(callback);
        return this;        
    }
};

并且，需要一个Promise.prototype.resolve原型方法，来实现：当f1异步执行完后，执行紧接着f1后then中的f2方法，并将后续then中方法，嫁接到f2中，如f3。具体实现代码如下：

//模拟Promise，增加resolve原型方法
function Promise(){
    this.thens = [];
};
Promise.prototype = {
    constructor: Promise,
    then: function(callback){
        this.thens.push(callback);
        return this;        
    },
    resolve: function(){
        var t = this.thens.shift(), 
            p;
        if(t){
            p = t.apply(null,arguments);
            if(p instanceof Promise){
                p.thens = this.thens;
            }
        }
    }
};

测试代码（代码太长，自行打开并运行）。

function f1() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {

        console.log(1);
        promise.resolve();
    }, 1500)

    return promise;
}

function f2() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {
        console.log(2);
        promise.resolve();
    }, 1500);
    return promise;
}

function f3() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {

        console.log(3);
        promise.resolve();
    }, 1500)

    return promise;
}
f1().then(f2).then(f3);

仔细品味，上述实现的Promise.prototype.resolve方法还不够完美，因为它只能够满足于f1、f2、f3等方法都是使用模拟的Promise异步执行的情况。而，当其中有不是返回的Promise对象的呢，而是返回一个数字，亦或是什么也不返回，该怎么办？所以，针对以上提出的种种可能，再次改进resolve。改善代码如下：

//模拟Promise，改善resolve原型方法
var Promise = function () {
    this.thens = [];
};
Promise.prototype = {
    constructor: Promise,
    then: function(callback){
        this.thens.push(callback);
        return this;        
    },
    resolve: function () {
        var t,p;
        t = this.thens.shift();
        t && (p = t.apply(null, arguments));
        while(t && !(p instanceof Promise)){
            t = this.thens.shift();
            t && (p = t.call(null, p));    
        }
        if(this.thens.length){
            p.thens = this.thens;
        };
    }
}

测试代码（代码太长，自行打开并运行）。

function f1() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {

        console.log(1);
        promise.resolve();
    }, 1500)

    return promise;
}

function f2() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {
        console.log(2);
        promise.resolve();
    }, 1500);
    return promise;
}

function f3() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {

        console.log(3);
        promise.resolve();
    }, 1500)

    return promise;
}

function f4() {
    console.log(4);
    return 11;
}

function f5(x) {
    console.log(x+1);
}

function f6() {
    var promise = new Promise();
    setTimeout(function () {

        console.log(6);
        promise.resolve();
    }, 1500)

    return promise;
}

function f7() {
    console.log(7);
}

var that = f1().then(f2).then(f3).then(f4).then(f5).then(f6).then(f7);

好了，初步模拟的Promise就OK啦。

吼吼，对于Promise，我们这一路走来，发现原来也不过如此呢。

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