細說 JavaScript 中的 Promise

猴子猿發表於2016-09-30
JavaScriptPromise

一、前言

JavaScript是單執行緒的，固，一次只能執行一個任務，當有一個任務耗時很長時，後面的任務就必須等待。那麼，有什麼辦法，可以解決這類問題呢？（拋開WebWorker不談），那就是讓程式碼非同步執行嘛。什麼意思，如Ajax非同步請求時，就是通過不斷監聽readyState的值，以確定執行指定的回撥函式。

通常的非同步執行有三種，回撥函式、事件監聽以及釋出訂閱，其中事件監聽和釋出訂閱其實差不多，只是後者更加健壯一些。

如回撥函式，回撥函式是應用在非同步執行中最簡單的程式設計思想。如下：

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

在上述列子中，執行async函式時，完成列印操作，並在1秒後執行callback回撥函式（但不一定是1秒，詳情見”setTimeout那些事兒”）。

非同步的主要目的就是處理非阻塞，提升效能。想象一下，如果某個操作需要經過多個async函式操作呢，如下：

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

是不是有點不易閱讀了？

再比如，為了讓上述程式碼更加健壯，我們可以加入異常捕獲。在非同步的方式下，異常處理分佈在不同的回撥函式中，我們無法在呼叫的時候通過try…catch的方式來處理異常， 所以很難做到有效，清楚。

哎喲喂，那可怎麼辦呢？

噔噔噔噔，噔噔噔噔—Promise閃亮登場。

倘若用ES6的Promise優化上述程式碼，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 優化後的程式碼，優點顯而易見，讓回撥函式變成了鏈式呼叫，避免了層層巢狀，使程式流程變得清晰明朗，併為一個或者多個回撥函式丟擲的錯誤通過catch方法進行統一處理。

哎呦，不錯嘛，那這個ES6中的Promise到底是何方聖神，具體使用法則是什麼呢？我們就一起來探究探究。

二、Promise概述

Promise是非同步程式設計的一種解決方案，比傳統的解決方案（回撥和事件）更合理和更強大。它由社群最早提出和實現，ES6將其寫進了語言標準，統一了用法，原生提供了Promise物件。

Promise物件有且只有三種狀態：

1、 pending：非同步操作未完成。

2、 resolved：非同步操作已完成。

3、 rejected：非同步操作失敗。

又，這三種狀態的變化只有兩種模式，並且一旦狀態改變，就不會再變：

1、非同步操作從pending到resolved；

2、非同步操作從pending到rejected；

好了，既然它是屬於ES6規範，我們再通過chrome，直接列印出Promise，看看這玩意：

恩，一目瞭然，Promise為建構函式，歐克，這樣通過它，我們就可以例項化自己的Promise物件了，並加以利用。

三、Promise入門指南

Promise既然是一個建構函式，那麼我們就先new一個看看。如下：

var p = new Promise();

並執行上述程式碼，chrome截圖如下：

怎麼報錯了呢？

哦，對了，Promise建構函式，需要一個函式作為其引數哦，並且作為引數的函式中，有兩個引數，第一個引數的作用為，當非同步操作從pending到resolved時，供其呼叫；第二個引數的作用為，當非同步操作從pending到rejected時，供其呼叫。

例如，我將匿名函式的第一個引數取名為resolve；第二個引數取名為reject。Demo如下：

var p = new Promise(function(resolve, reject){
    console.log('new一個Promise物件');
    setTimeout(function(){
        resolve('Monkey');
    },1000);
});

並執行上述程式碼，chrome截圖如下：

特別提醒：當傳入匿名函式作為建構函式Promise的引數時，我們在new的時候，匿名函式就已經執行了，如上圖。

咦，上述程式碼中，我們在匿名函式中，通過setTimeout定時器，在1秒後，還呼叫了resolve呢，怎麼沒有報undefined或者錯誤呢？！

這就是Promise強大之處的一點。正因為這樣，我們就可以將非同步操作改寫成優雅的鏈式呼叫。怎麼呼叫呢？

還記得，我們在“Promise概述”一小節中，通過chrome列印Promise，用紅線框中的區域麼？其中，Promise原型中有一then方法（Promise.prototype.then），通過這個then方法，就可以了。如下：

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

其中，then方法有兩個匿名函式作為其引數，與Promise的resolve和reject引數一一對應。執行程式碼，結果如下：

好了，當then執行完後，如果我們想繼續在其之後看，使用then方法鏈式呼叫，有兩種情況，一種是直接返回非Promise物件的結果；另一種是返回Promise物件的結果。

1、返回非Promise物件的結果：緊跟著的then方法，resolve立刻執行。並可使用前一個then方法返回的結果。如下：

p.then(function(value){
    console.log(value);
    //返回非Promise物件，如我的物件
    return {
        name: 'Dorie',
        age: 18
    };
}).then(function(obj){
    console.log(obj.name);
});

執行上述完整程式碼，chrome截圖如下：

2、返回Promise物件的結果：緊跟著的then方法，與new Promise後的then方法一樣，需等待前面的非同步執行完後，resolve方可被執行。如下：

p.then(function(value){
    var p = new Promise(function(resolve, reject){
        setTimeout(function(){
            var message = value + ' V Dorie'
            resolve(message);
        },1000);
    });
    console.log(value);
    //返回一個Promise物件
    return p;
}).then(function(value){
    console.log(value);
});

執行上述完整程式碼，chrome截圖如下：

那麼，當建立、執行Promise方法中有異常報錯，如何捕獲呢？

Promise.prototype.catch原型方法，就是為其而設定的。它具有冒泡的特性，比如當建立Promise例項時，就出錯了，錯誤訊息就會通過鏈式呼叫的這條鏈，一直追溯到catch方法，如果找到盡頭都沒有，就報錯，並且再找到catch之前的所有then方法都不能執行了。Demo如下（程式碼太長，請自行展開）：

<!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未定義
                console.log(M);
                setTimeout(function(){
                    resolve('Monkey');
                },1000);
            });
            p.then(function(value){
                var p = new Promise(function(resolve, reject){
                    setTimeout(function(){
                        var message = value + ' V Dorie'
                        resolve(message);
                    },1000);
                });
                console.log(value);
                //返回一個Promise物件
                return p;
            }).then(function(value){
                console.log(value);
                return 'next is catch';
            }).catch(function(e){
                console.log(e);
            }).then(function(value){
                console.log('execute,but value is ' + value);
            });
        </script>
    </body>
</html>

執行上述程式碼，chrome截圖如下：

好了，到這裡，我們已經瞭解了最常用的Promise.prototype.then和Promise.prototype.catch這兩個原型方法。另外，像Promise建構函式還有屬於自身的方法，如all、rece、resolve、reject等，詳情請點選這裡（here）。

通過一路上對Promise的講述，我們也有了一定的認識，其實Promise並沒有想象中的那麼難以理解嘛。懂得Promise概念後，其實我們自己也可以實現一個簡易版的Promise。下面就一同嘗試實現一個唄。

四、模擬Promise

假設：有三個非同步操作方法f1,f2,f3，且f2依賴於f1，f3依賴於f2。如果，我們採用ES6中Promise鏈式呼叫的思想，我們可以將程式編寫成這樣：

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

那麼，通過上面這一系列鏈式呼叫，怎樣才能達到與ES6中Promise相似的功能呢？

初步想法：首先將上述鏈式呼叫的f2、f3儲存到f1中，當f1中的非同步執行完後，再呼叫執行f2，並將f1中的f3儲存到f2中，最後，等f2中的非同步執行完畢後，呼叫執行f3。詳細構思圖，如下：

從上圖可知，由於f1、f2 、f3是可變得，所以儲存陣列佇列thens，可放入，我們即將建立的模擬Promise建構函式中。具體實現程式碼如下：

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

並且，需要一個Promise.prototype.resolve原型方法，來實現：當f1非同步執行完後，執行緊接著f1後then中的f2方法，並將後續then中方法，嫁接到f2中，如f3。具體實現程式碼如下：

//模擬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;
            }
        }
    }
};

測試程式碼（程式碼太長，自行開啟並執行）。

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);

仔細品味，上述實現的Promise.prototype.resolve方法還不夠完美，因為它只能夠滿足於f1、f2、f3等方法都是使用模擬的Promise非同步執行的情況。而，當其中有不是返回的Promise物件的呢，而是返回一個數字，亦或是什麼也不返回，該怎麼辦？所以，針對以上提出的種種可能，再次改進resolve。改善程式碼如下：

//模擬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;
        };
    }
}

測試程式碼（程式碼太長，自行開啟並執行）。

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，初步模擬的Promise就OK啦。

吼吼，對於Promise，我們這一路走來，發現原來也不過如此呢。

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