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  • Promise原理探究及实现

    前言

    作为ES6处理异步操作的新规范,Promise一经出现就广受欢迎。面试中也是如此,当然此时对前端的要求就不仅仅局限会用这个阶段了。下面就一起看下Promise相关的内容。

    Promise用法及实现

    在开始之前,还是简单回顾下Promise是什么以及怎么用,直接上来谈实现有点空中花园的感觉。(下面示例参考自阮大佬es6 Promis,)

    定义

    Promise 是异步编程的一种解决方案,可以认为是一个对象,可以从中获取异步操作的信息。以替代传统的回调事件。

    常见用法

    Promise的创建

    es6规范中,Promise是个构造函数,所以创建如下:

    const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(resolve, 200, 'resolve');
        // 可以为同步,如下操作
        return resolve('resolve')
    })
    

    注意resolve或者reject 一旦执行,后续的代码可以执行但就不会再更新状态(否则这状态回调就无法控制了)。
    举个例子:

    var a = new Promise((resolve,reject)=>{
        resolve(1)
        console.log('执行代码,改变状态')
        throw new Error('ss')
    })
    a.then((res)=>{
        console.log('resolved >>>',res)
    },(err)=>{
        console.log('rejected>>>',err)  
    })
    
    // 输出
    // 执行代码,改变状态
    // resolved >>> 1
    

    因此,状态更新函数之后的再次改变状态的操作都是无效的,例如异常之类的也不会被catch。
    逻辑代码推荐在状态更新之前执行。

    构造函数

    构造函数接收一个函数,该函数会同步执行,即我们的逻辑处理函数,何时执行对应的回调,这部分逻辑还是要自己管理的。

    至于如何执行回调,就和入参有关系了。
    两个入参resolve和reject,分别更新不同状态,以触发对应处理函数。
    触发操作由Promise内部实现,我们只关注触发时机即可

    构造函数实现

    那么要实现一个Promise,其构造函数应该是这么个样子:

    // 三种状态 
    const STATUS = {
        PENDING: 'pending',
        RESOLVED:'resolved',
        REJECTED:'rejected'
    }    
    class Promise{
        constructor(fn){
            // 初始化状态
            this.status = STATUS.PENDING
            // resolve事件队列
            this.resolves = []
            // reject事件队列
            this.rejects = [] 
            // resolve和reject是内部提供的,用以改变状态。
            const resovle = (val)=>{
               // 显然这里应该是改变状态触发回调
               this.triggerResolve(val)
            }
            const reject = (val)=>{
               // 显然这里应该是改变状态触发回调
               this.triggerReject(val)
            }
            // 执行fn
            try{
                fn(resolve,reject)
           }catch(err){
               // 运行异常要触发reject,就需要在这里catch了
               this.triggerReject(err)
           }
        }
        then(){
        }
    }
    

    触发回调的triggerReject/triggerResolve 做的事情主要两个:

    1. 更新当前状态
    2. 执行回调队列中的事件
        // 触发 reject回调  
        triggerReject(val){
            // 保存当前值,以供后面调用
            this.value = val
            // promise状态一经变化就不再更新,所以对于非pending状态,不再操作
            if (this.status === STATUS.PENDING) {
                // 更新状态
                this.status = STATUS.REJECTED
                // 循环执行回调队列中事件
                this.rejects.forEach((it) => {
                    it(val)
                })
            }
        }
        // resolve 功能类似
        // 触发 resolve回调
        triggerResolve(val) {
            this.value = val
            if(this.status === STATUS.PENDING){
                this.status = STATUS.RESOLVED
                this.resolves.forEach((it,i)=>{
                    it(val)
                })
            }
        }
    

    此时执行的话还是不能达到目的的,因为this.resolves/ this.rejects的回调队列里面还是空呢。
    下面就看如何会用then往回调队列中增加监听事件。

    then用法

    该方法为Promise实例上的方法,作用是为Promise实例增加状态改变时的回调函数。
    接受两个参数,resolve和reject即我们所谓成功和失败回调,其中reject可选

    then方法返回的是一个新的实例(也就是新建了一个Promise实例),可实现链式调用。

    new Promise((resolve, reject) => {
      return resolve(1)
    }).then(function(res) {
      // ...
    }).then(function(res) {
      // ...
    });
    

    前面的结果为后边then的参数,这样可以实现次序调用。
    若前面返回一个promise,则后面的then会依旧遵循promise的状态变化机制进行调用。

    then 实现

    看起来也简单,then是往事件队列中push事件。那么很容易得出下面的代码:

    // 两个入参函数
    then(onResolved,onRejected){
        const resolvehandle=(val)=>{
              return   onResolved(val)
        },rejecthandle =(val)=>{
              return   onRejected(val)
        }
        // rejecthandle 
        this.resolves.push(resolvehandle)
        this.rejects.push(rejecthandle)
    }
    

    此时执行示例代码,可以得到结果了。

    new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(resolve, 200, 'done');
    }).then((res)=>{
        console.log(res)
    }) // done
    

    不过这里太简陋了,而且then还有个特点是支持链式调用其实返回的也是promise 对象。
    我们来改进一下。

    then支持链式调用

     then(onResolved,onRejected){
            // 返回promise 保证链式调用,注意这里每次then都新建了promise
            return new Promise((resolve,reject)=>{
                const resolvehandle = (val)=>{
                    // 对于值,回调方法存在就直接执行,否则不变传递下去。
                    let res = onResolved ? onResolved(val) : val
                    if(Promise.isPromise(res)){
                        // 如果onResolved 是promise,那么就增加then
                        return res.then((val)=>{
                            resolve(val)
                        })
                    }else {
                        // 更新状态,执行完了,后面的随便
                        return resolve(val)
                    }
                },
                rejecthandle = (val)=>{
                    var res = onRejected ? onRejected(val) : val;
                    if (Promise.isPromise(res)) {
                        res.then(function (val) {
                            reject(val);
                        })
                    } else {
                        reject(val);
                    }
                }
                // 正常加入队列
                this.resolves.push(resolvehandle)
                this.rejects.push(rejecthandle)
            })
        }        
    

    此时链式调用和promise 的回调也已经支持了,可以用如下代码测试。

    new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(resolve, 200, 'done');
    }).then((res)=>{
        return new Promise((resolve)=>{
            console.log(res)
            setTimeout(resolve, 200, 'done2');
        })
    }).then((res)=>{
        console.log('second then>>', res)
    })
    

    同步resolve的实现

    不过此时对于同步的执行,还是有些问题。
    因为then中的实现,只是将回调事件假如回调队列。
    对于同步的状态,then执行在构造函数之后,
    此时事件队列为空,而状态已经为resolved,
    所以这种状态下需要加个判断,如果非pending状态直接执行回调。

     then(onResolved,onRejected){
                 /**省略**/
                // 刚执行then 状态就更新,那么直接执行回调
                if(this.status === STATUS.RESOLVED){
                    return resolvehandle(this.value)
                }
                if (this.status === STATUS.REJECTED){
                    return rejecthandle(this.value)
                }    
            })
        }        
    

    这样就能解决同步执行的问题。

    new Promise((resolve, reject) => {
        resolve('done')
    }).then((res)=>{
        console.log(res)
    })
    // done
    

    catch

    catch方法是.then(null, rejection)或.then(undefined, rejection)的别名,用于指定发生错误时的回调函数。
    直接看例子比较简单:

    getJSON('/posts.json').then(function(posts) {
      // ...
    }).catch(function(error) {
      // 处理 getJSON 和 前一个回调函数运行时发生的错误
      console.log('发生错误!', error);
    });
    

    此时catch是是getJSON和第一个then运行时的异常,如果只是在then中指定reject函数,那么then中执行的异常无法捕获。
    因为then返回了一个新的promise,同级的reject回调,不会被触发。
    举个例子:

    var a = new Promise((resolve,reject)=>{
        resolve(1)
    })
    a.then((res)=>{
        console.log(res)
        throw new Error('then')
    },(err)=>{
        console.log('catch err>>>',err)  // 不能catch
    })
    

    该catch只能捕获构造函数中的异常,对于then中的error就不能捕获了。

    var a = new Promise((resolve,reject)=>{
       resolve(1)
    })
    a.then((res)=>{
        console.log(res)
        throw new Error('then')
    }).catch((err)=>{
        console.log('catch err>>>',err) // catch err>>> Error: then  at <anonymous>:6:11
    })
    

    推荐每个then之后都跟catch来捕获所有异常。

    catch 的实现

    基于catch方法是.then(null, rejection)或.then(undefined, rejection)的别名这句话,其实实现就比较简单了。
    其内部实现调用then就可以了。

    catch(onRejected){
            return this.then(null, onRejected)
        }
    

    Promise.resolve/Promise.reject

    该方法为获取一个指定状态的Promise对象的快捷操作。
    直接看例子比较清晰:

    Promise.resolve(1);
    // 等价于
    new Promise((resolve) => resolve(1));
    Promise.reject(1);
    // 等价于
    new Promise((resolve,reject) => reject(1));
    
    

    既然是Promise的自身属性,那么可以用es6的static来实现:
    Promise.reject与其类似,就不再实现了。

        // 转为promise resolve 状态
        static resolve(obj){
            if (Promise.isPromise(obj)) {
                return obj;
            }
            // 非promise 转为promise
            return new Promise(function (resolve, reject) {
                resolve(obj);
            })
        }
    

    结束语

    参考文章

    阮一峰es6入门
    https://promisesaplus.com/
    http://liubin.org/promises-book/#chapter1-what-is-promise

    本想把常见的promise面试题一起加上的,后面就写成了promise的实现,手动Promise都可以实现的话,相关面试题应该问题不大。这里附一个JavaScript | Promises interiew 大家可以看看。完整代码请戳

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