前言
最近部門在招前端，作為部門唯一的前端，面試了不少應聘的同學，面試中有一個涉及 Promise 的一個問題是：
網頁中預載入20張圖片資源，分步載入，一次載入10張，兩次完成，怎麼控制圖片請求的併發，怎樣感知當前非同步請求是否已完成？
然而能全部答上的很少，能夠給出一個回撥 + 計數版本的，我都覺得合格了。那麼接下來就一起來學習總結一下基於 Promise 來處理非同步的三種方法。
本文的例子是一個極度簡化的一個漫畫閱讀器，用4張漫畫圖的載入來介紹非同步處理不同方式的實現和差異，以下是 HTML 程式碼：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<title>Promise</title>
<style>
.pics{
width: 300px;
margin: 0 auto;
}
.pics img{
display: block;
width: 100%;
}
.loading{
text-align: center;
font-size: 14px;
color: #111;
}
</style>
</head>
<body>
<div class="wrap">
<div class="loading">正在載入...</div>
<div class="pics">
</div>
</div>
<script>
</script>
</body>
</html>
複製程式碼單一請求
最簡單的，就是將非同步一個個來處理，轉為一個類似同步的方式來處理。 先來簡單的實現一個單個 Image 來載入的 thenable 函式和一個處理函式返回結果的函式。
function loadImg (url) {
return new Promise((resolve, reject) => {
const img = new Image()
img.onload = function () {
resolve(img)
}
img.onerror = reject
img.src = url
})
}
複製程式碼非同步轉同步的解決思想是：當第一個 loadImg(urls[1]) 完成後再呼叫 loadImg(urls[2])，依次往下。如果 loadImg() 是一個同步函式，那麼很自然的想到用__迴圈__。
for (let i = 0; i < urls.length; i++) {
loadImg(urls[i])
}
複製程式碼當 loadImg() 為非同步時，我們就只能用 Promise chain 來實現，最終形成這種方式的呼叫：
loadImg(urls[0])
.then(addToHtml)
.then(()=>loadImg(urls[1]))
.then(addToHtml)
//...
.then(()=>loadImg(urls[3]))
.then(addToHtml)
複製程式碼那我們用一箇中間變數來儲存當前的 promise ，就像連結串列的遊標一樣，改過後的 for 迴圈程式碼如下：
let promise = Promise.resolve()
for (let i = 0; i < urls.length; i++) {
promise = promise
.then(()=>loadImg(urls[i]))
.then(addToHtml)
}
複製程式碼promise 變數就像是一個迭代器，不斷指向最新的返回的 Promise，那我們就進一步使用 reduce 來簡化程式碼。
urls.reduce((promise, url) => {
return promise
.then(()=>loadImg(url))
.then(addToHtml)
}, Promise.resolve())
複製程式碼在程式設計中，是可以通過函式的__遞迴__來實現迴圈語句的。所以我們將上面的程式碼改成__遞迴__:
function syncLoad (index) {
if (index >= urls.length) return
loadImg(urls[index])
.then(img => {
// process img
addToHtml(img)
syncLoad (index + 1)
})
}
// 呼叫
syncLoad(0)
複製程式碼好了一個簡單的非同步轉同步的實現方式就已經完成，我們來測試一下。
這個實現的簡單版本已經實現沒問題，但是最上面的正在載入還在，那我們怎麼在函式外部知道這個遞迴的結束，並隱藏掉這個 DOM 呢？Promise.then() 同樣返回的是 thenable 函式 我們只需要在 syncLoad 內部傳遞這條 Promise 鏈，直到最後的函式返回。
function syncLoad (index) {
if (index >= urls.length) return Promise.resolve()
return loadImg(urls[index])
.then(img => {
addToHtml(img)
return syncLoad (index + 1)
})
}
// 呼叫
syncLoad(0)
.then(() => {
document.querySelector('.loading').style.display = 'none'
})
複製程式碼現在我們再來完善一下這個函式，讓它更加通用，它接受__非同步函式__、非同步函式需要的引數陣列、__非同步函式的回撥函式__三個引數。並且會記錄呼叫失敗的引數，在最後返回到函式外部。另外大家可以思考一下為什麼 catch 要在最後的 then 之前。
function syncLoad (fn, arr, handler) {
if (typeof fn !== 'function') throw TypeError('第一個引數必須是function')
if (!Array.isArray(arr)) throw TypeError('第二個引數必須是陣列')
handler = typeof fn === 'function' ? handler : function () {}
const errors = []
return load(0)
function load (index) {
if (index >= arr.length) {
return errors.length > 0 ? Promise.reject(errors) : Promise.resolve()
}
return fn(arr[index])
.then(data => {
handler(data)
})
.catch(err => {
console.log(err)
errors.push(arr[index])
return load(index + 1)
})
.then(() => {
return load (index + 1)
})
}
}
// 呼叫
syncLoad(loadImg, urls, addToHtml)
.then(() => {
document.querySelector('.loading').style.display = 'none'
})
.catch(console.log)
複製程式碼demo1地址：單一請求 - 多個 Promise 同步化
至此，這個函式還是有挺多不通用的問題，比如：處理函式必須一致，不能是多種不同的非同步函式組成的佇列，非同步的回撥函式也只能是一種等。關於這種方式的更詳細的描述可以看我之前寫的一篇文章 Koa引用庫之Koa-compose - 掘金。
當然這種非同步轉同步的方式在這一個例子中並不是最好的解法，但當有合適的業務場景的時候，這是很常見的解決方案。
併發請求
畢竟同一域名下能夠併發多個 HTTP 請求，對於這種不需要按順序載入，只需要按順序來處理的併發請求，Promise.all 是最好的解決辦法。因為Promise.all 是原生函式，我們就引用文件來解釋一下。
Promise.all(iterable) 方法指當所有在可迭代引數中的 promises 已完成，或者第一個傳遞的 promise（指 reject）失敗時，返回 promise。
出自 Promise.all() - JavaScript | MDN
那我們就把demo1中的例子改一下：
const promises = urls.map(loadImg)
Promise.all(promises)
.then(imgs => {
imgs.forEach(addToHtml)
document.querySelector('.loading').style.display = 'none'
})
.catch(err => {
console.error(err, 'Promise.all 當其中一個出現錯誤，就會reject。')
})
複製程式碼demo2地址：併發請求 - Promise.all
併發請求，按順序處理結果
Promise.all 雖然能併發多個請求，但是一旦其中某一個 promise 出錯，整個 promise 會被 reject 。
webapp 裡常用的資源預載入，可能載入的是 20 張逐幀圖片，當網路出現問題， 20 張圖難免會有一兩張請求失敗，如果失敗後，直接拋棄其他被 resolve 的返回結果，似乎有點不妥，我們只要知道哪些圖片出錯了，把出錯的圖片再做一次請求或著用佔點陣圖補上就好。
上節中的程式碼 const promises = urls.map(loadImg) 執行後，全部都圖片請求都已經發出去了，我們只要按順序挨個處理 promises 這個陣列中的 Promise 例項就好了，先用一個簡單點的 for 迴圈來實現以下，跟第二節中的單一請求一樣，利用 Promise 鏈來順序處理。
let task = Promise.resolve()
for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
task = task.then(() => promises[i]).then(addToHtml)
}
複製程式碼改成 reduce 版本
promises.reduce((task, imgPromise) => {
return task.then(() => imgPromise).then(addToHtml)
}, Promise.resolve())
複製程式碼demo3地址：Promise 併發請求，順序處理結果
控制最大併發數
現在我們來試著完成一下上面的筆試題，這個其實都__不需要控制最大併發數__。
20張圖，分兩次載入，那用兩個 Promise.all 不就解決了？但是用 Promise.all 沒辦法偵聽到每一張圖片載入完成的事件。而用上一節的方法，我們既能併發請求，又能按順序響應圖片載入完成的事件。
let index = 0
const step1 = [], step2 = []
while(index < 10) {
step1.push(loadImg(`./images/pic/${index}.jpg`))
index += 1
}
step1.reduce((task, imgPromise, i) => {
return task
.then(() => imgPromise)
.then(() => {
console.log(`第 ${i + 1} 張圖片載入完成.`)
})
}, Promise.resolve())
.then(() => {
console.log('>> 前面10張已經載入完！')
})
.then(() => {
while(index < 20) {
step2.push(loadImg(`./images/pic/${index}.jpg`))
index += 1
}
return step2.reduce((task, imgPromise, i) => {
return task
.then(() => imgPromise)
.then(() => {
console.log(`第 ${i + 11} 張圖片載入完成.`)
})
}, Promise.resolve())
})
.then(() => {
console.log('>> 後面10張已經載入完')
})
複製程式碼上面的程式碼是針對題目的 hardcode ，如果筆試的時候能寫出這個，都已經是非常不錯了，然而並沒有一個人寫出來，said... demo4地址(看控制檯和網路請求)：Promise 分步載入 - 1
那麼我們在抽象一下程式碼，寫一個通用的方法出來，這個函式返回一個 Promise，還可以繼續處理全部都圖片載入完後的非同步回撥。
function stepLoad (urls, handler, stepNum) {
const createPromises = function (now, stepNum) {
let last = Math.min(stepNum + now, urls.length)
return urls.slice(now, last).map(handler)
}
let step = Promise.resolve()
for (let i = 0; i < urls.length; i += stepNum) {
step = step
.then(() => {
let promises = createPromises(i, stepNum)
return promises.reduce((task, imgPromise, index) => {
return task
.then(() => imgPromise)
.then(() => {
console.log(`第 ${index + 1 + i} 張圖片載入完成.`)
})
}, Promise.resolve())
})
.then(() => {
let current = Math.min(i + stepNum, urls.length)
console.log(`>> 總共${current}張已經載入完！`)
})
}
return step
}
複製程式碼上面程式碼裡的 for 也可以改成 reduce ，不過需要先將需要載入的 urls 按分步的數目，劃分成陣列，感興趣的朋友可以自己寫寫看。
demo5地址(看控制檯和網路請求)：Promise 分步 - 2
但上面的實現和我們說的__最大併發數控制__沒什麼關係啊，最大併發數控制是指：當載入 20 張圖片載入的時候，先併發請求 10 張圖片，當一張圖片載入完成後，又會繼續發起一張圖片的請求，讓併發數保持在 10 個，直到需要載入的圖片都全部發起請求。這個在寫爬蟲中可以說是比較常見的使用場景了。 那麼我們根據上面的一些知識，我們用兩種方式來實現這個功能。
使用遞迴
假設我們的最大併發數是 4 ，這種方法的主要思想是相當於 4 個__單一請求__的 Promise 非同步任務在同時執行執行，4 個單一請求不斷遞迴取圖片 URL 陣列中的 URL 發起請求，直到 URL 全部取完，最後再使用 Promise.all 來處理最後還在請求中的非同步任務，我們複用第二節__遞迴__版本的思路來實現這個功能：
function limitLoad (urls, handler, limit) {
const sequence = [].concat(urls) // 對陣列做一個拷貝
let count = 0
const promises = []
const load = function () {
if (sequence.length <= 0 || count > limit) return
count += 1
console.log(`當前併發數: ${count}`)
return handler(sequence.shift())
.catch(err => {
console.error(err)
})
.then(() => {
count -= 1
console.log(`當前併發數：${count}`)
})
.then(() => load())
}
for(let i = 0; i < limit && i < urls.length; i++){
promises.push(load())
}
return Promise.all(promises)
}
複製程式碼設定最大請求數為 5，Chrome 中請求載入的 timeline ：
使用 Promise.race
Promise.race 接受一個 Promise 陣列，返回這個陣列中最先被 resolve 的 Promise 的返回值。終於找到 Promise.race 的使用場景了，先來使用這個方法實現的功能程式碼：
function limitLoad (urls, handler, limit) {
const sequence = [].concat(urls) // 對陣列做一個拷貝
let count = 0
let promises
const wrapHandler = function (url) {
const promise = handler(url).then(img => {
return { img, index: promise }
})
return promise
}
//併發請求到最大數
promises = sequence.splice(0, limit).map(url => {
return wrapHandler(url)
})
// limit 大於全部圖片數, 併發全部請求
if (sequence.length <= 0) {
return Promise.all(promises)
}
return sequence.reduce((last, url) => {
return last.then(() => {
return Promise.race(promises)
}).catch(err => {
console.error(err)
}).then((res) => {
let pos = promises.findIndex(item => {
return item == res.index
})
promises.splice(pos, 1)
promises.push(wrapHandler(url))
})
}, Promise.resolve()).then(() => {
return Promise.all(promises)
})
}
複製程式碼設定最大請求數為 5，Chrome 中請求載入的 timeline ：
在使用 Promise.race 實現這個功能，主要是不斷的呼叫 Promise.race 來返回已經被 resolve 的任務，然後從 promises 中刪掉這個 Promise 物件，再加入一個新的 Promise，直到全部的 URL 被取完，最後再使用 Promise.all 來處理所有圖片完成後的回撥。
寫在最後
因為工作裡面大量使用 ES6 的語法，Koa 中的 await/async 又是 Promise 的語法糖，所以瞭解 Promise 各種流程控制是對我來說是非常重要的。寫的有不明白的地方和有錯誤的地方歡迎大家留言指正，另外還有其他沒有涉及到的方法也請大家提供一下新的方式和方法。
題外話
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