异步编程：When.js快速上手

前些天我在团内做了一个关于AngularJS的分享。由于AngularJS大量使用Promise，所以我把基于Promise的异步编程也一并介绍了下。很多东西都是一带而过，这里再记录下。

AngularJS内置的是Kris Kowal的Q框架，我介绍的是自己用得更多的cujoJS的when.js，两者都是Promises/A规范的实现。when.js很小，压缩后只有数kb，gzip后的大小几乎可以忽略。在Node和浏览器环境里都可以使用when.js，唯一需要注意的是：在浏览器使用时，要先加几行代码，再引入js文件。

首先，我们看一小段代码（在浏览器中预览）：

JSvar getData = function(callback) {
    $.getJSON(api, function(data){
        callback(data[0]);
    });
}

var getImg = function(src, callback) {
    var img = new Image();

    img.onload = function() {
        callback(img);
    };

    img.src = src;
}

var showImg = function(img) {
    $(img).appendTo($('#container'));
}

getData(function(data) {
    getImg(data, function(img) {
        showImg(img);
    });
});

这段代码完成了三个任务：1)获取数据；2)加载图片；3)显示图片，其中，任务1和2是异步，3是同步，使用的是最常见的callback机制来处理异步逻辑，好处是浅显易懂，缺点是强耦合、不直观、处理异常麻烦等等。

另外一种常见的实现异步编程的方案是事件监听器，例如使用QWrap的CustEvent，让任务成功时fireEvent，那么注册了这个Event的监听器就可以收到这个事件，并收到事件传递过来的数据，Dom标准事件也是采用的这种形式。这种方案也很好理解，代码从略。事件监听可以解耦，可以绑定任意多个监听器，但是依然不直观，而且事件发生之后再绑定的监听器也得不到触发。

我们尝试用when.js改写下这段代码（在浏览器中预览）：

JSvar getData = function() {
    var deferred = when.defer();

    $.getJSON(api, function(data){
        deferred.resolve(data[0]);
    });

    return deferred.promise;
}

var getImg = function(src) {
    var deferred = when.defer();

    var img = new Image();

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

    img.src = src;

    return deferred.promise;
}

var showImg = function(img) {
    $(img).appendTo($('#container'));
}

getData()
.then(getImg)
.then(showImg);

看最后三行代码，是不是一目了然，非常的语义化？来看下改写后的任务1、2多了些什么：

var deferred = when.defer();

定义了一个deferred对象。

deferred.resolve(data);

在异步获取数据完成时，把数据作为参数，调用deferred对象的resolve方法。

return deferred.promise;

返回了deferred对象的promise属性。

在Promises/A规范中，每个任务都有三种状态：默认(pending)、完成(fulfilled)、失败(rejected)。

• 默认状态可以单向转移到完成状态，这个过程叫resolve，对应的方法是deferred.resolve(promiseOrValue)；
• 默认状态还可以单向转移到失败状态，这个过程叫reject，对应的方法是deferred.reject(reason)；
• 默认状态时，还可以通过deferred.notify(update)来宣告任务执行信息，如执行进度；
• 状态的转移是一次性的，一旦任务由初始的pending转为其他状态，就会进入到下一个任务的执行过程中。

有人可能会觉得奇怪：改变任务状态的resolve和reject方法是定义在deferred对象上，但最后返回的却是deferred的promise属性。这么做一是因为规范就是这么定的，二是可以防止任务状态被外部改变。

then有三个参数，分别是onFulfilled、onRejected、onProgress，通过这三个参数，就可以指定上一个任务在resolve、reject和notify时该如何处理。例如上一个任务被resolve(data)，onFulfilled函数就会被触发，data作为它的参数；被reject(reason)，那么onRejected就会被触发，收到reason。任何时候，onFulfilled和onRejected都只有其一可以被触发，并且只触发一次；onProgress顾名思义，每次notify时都会被调用。下面是reject和notify的用法（在浏览器中预览）：

JSfunction run() {
    var deferred = when.defer();
    var start = 1, end = 100;

    (function() {
        if(start <= end) {
            deferred.notify(start++);
            setTimeout(arguments.callee, 50);
        } else {
            deferred.reject('time out!');
        }
    })();

    return deferred.promise;
}

run().then(undefined,
    function(reason) {
        alert(reason);
    }, function(s) {
        document.getElementById('output').innerHTML = s + '%';
    }
);

then会传递错误，也就是说有多个任务串行执行时，我们可以只在最后一个then定义onRejected。只定义了onRejected的then等同于otherwise，也就是说 otherwise(onRejected) 是 then(undefined, onRejected) 的简便写法。

then会在try..catch..的包裹之下执行任务，所以任务的异常都会被when.js捕获，当做失败状态处理，类似这样：

JStry {
    ...
} catch (e) {
    deferred.reject(e);
}

在任务状态改变之后再then，依然可以正常工作，后续任务会立刻执行。如果要在多个任务最后做cleanup工作，而不管之前的任务成功与否，可以用ensure方法。它只接受一个参数onFulfilledOrRejected，始终会执行。另外when.js还有一个always方法，即将废弃，建议大家不要使用。

回到上面加载图片的场景，如果把任务2变为：加载多张图片，全部完成后再执行任务3。这时候需要用到when.all，when.all接受一个promise数组，返回promise，这个promise会在promise数组中每一个promise都resolve之后再resolve。说起来拗口，看代码就明白了（在浏览器中预览）：

JSvar getData = function() {
    var deferred = when.defer();

    $.getJSON(api, function(data){
        var data = data.slice(0, 3);
        deferred.resolve(data);
    });

    return deferred.promise;
}

var getImg = function(src) {
    var deferred = when.defer();

    var img = new Image();

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

    img.src = src;

    return deferred.promise;
}

var showImgs = function(imgs) {
    $(imgs).appendTo($('#container'));
}

var getImgs = function(data) {
    var deferreds = [];
    for(var i = 0; i < data.length; i++) {
        deferreds.push(getImg(data[i]));
    }
    return deferreds;
}

when.all(getData().then(getImgs)).then(showImgs);

如果我们只是想把一个promise数组挨个执行一遍，可以用when.settle：

JSvar promise1 = function() {
    var deferred = when.defer();
    setTimeout(function() {
            deferred.reject('A');
        }, 2000);
    return deferred.promise;
};

var promise2 = function() {
    var deferred = when.defer();
    setTimeout(function() {
            deferred.resolve('B');
        }, 2000);
    return deferred.promise;
};

when.settle([promise1(), promise2()]).then(function(result) {
    console.log(result); /*
    [{"state":"rejected","reason":"A"},
    {"state":"fulfilled","value":"B"}] */ 
});

有时候，我们需要引入任务竞争机制，例如从一批cdn中找到最快的那个，when.any就派上用场了，when.any接受promise数组，在其中任何一个resolve后就接着执行后续任务了。如果要在一批promise中某几个resolve后执行后续任务，可以用when.some，它比when.any多一个howMany的参数。

Promise给异步编程代码带来了巨大的方便，从此我们可以更专注单个任务的实现，promise会很好的替我们解决任务调度问题。when.js提供的功能远远不止本文提到的这些，有兴趣的同学可以前往官方api文档了解更多。