JavaScript非同步程式設計(1)- ECMAScript 6的Promise物件

發表於2015-03-24

JavaScript的Callback機制深入人心。而ECMAScript的世界同樣充斥的各種非同步操作(非同步IO、setTimeout等)。非同步和Callback的搭載很容易就衍生”回撥金字塔”。——由此產生Deferred/Promise。

Deferred起源於Python,後來被CommonJS挖掘併發揚光大,得到了大名鼎鼎的Promise,並且已經納入ECMAScript 6(JavaScript下一版本)。

Promise/Deferred是當今最著名的非同步模型,不僅強壯了JavaScript Event Loop(事件輪詢)機制下非同步程式碼的模型,同時增強了非同步程式碼的可靠性。—— 匠者為之,以惠匠者。

本文內容如下:

  • Promise應對的問題
  • Promise的解決
  • ECMAScript 6 Promise
  • 參考和引用

Promise應對的問題

JavaScript充斥著Callback,例如下面的程式碼:

把一個函式通過引數傳遞,那麼這個函式叫做Callback(回撥函式)。

JavaScript也充斥著非同步操作——例如ajax。下面的程式碼就是一段非同步操作:

這段程式碼的執行邏輯是這樣的:

我們的總是遇見這樣的情況:一段程式碼非同步執行,後續的程式碼卻需要等待非同步程式碼的,如果在非同步程式碼之前執行,就會如上面的console.log(name)一樣,輸出undefined,這並不是我們想要的效果。

類似的情況總是發生在我們經常要使用的ajax上:

非同步操作有點類似這一段程式碼被掛起,先執行後續的程式碼,直到非同步得到響應(例如setTimeout要求的1s之後執行,ajax的伺服器響應),這一段非同步的程式碼才會執行。關於這一段非同步程式碼的執行流程,請參閱JavaScript大名鼎鼎的:Event Loop(事件輪詢)

Promise的解決

Promise優雅的修正了非同步程式碼,我們使用Promise重寫我們setTimeout的示例:

我們先不要太過在意Promise物件的API,後續會講解,我們只需要知道這段程式碼完成了和之前同樣的工作。我們的console.log(name)正確的輸出了linkFly,並且我們還神奇的輸出了cnBlog。

或許你覺得這段程式碼實在繁瑣,還不如setTimeout來的痛快,那麼我們再來改寫上面的ajax:

或許它晦澀難懂,那麼我們嘗試用setTimeout來模擬這次的ajax,這個例子演示了Promise資料的傳遞,一如ajax:

上面的程式碼,從程式碼語義上達到了下面的流程:

我們僅觀察程式碼就知道現在的它變得非常優雅,兩次非同步的程式碼被完美的抹平。但我們應該時刻謹記,Promise改變的是你非同步的程式碼和程式設計思想,而並沒有改變非同步程式碼的執行——它是一種由卓越的程式設計思想所衍生的物件。
下面一張圖演示了普通非同步回撥和Promise非同步的區別,Promise實現的非同步從程式碼執行上來說並無太大區別,但從程式設計思想上來說差異巨大。

ECMAScript 6 Promise

Promise物件代表了未來某個將要發生的事件(通常是一個非同步操作),抹平了非同步程式碼的金字塔,它從模型上解決了非同步程式碼產生的”回撥金字塔”。
Promise是ECMAScript 6規範內定義的,所以請使用現代瀏覽器測試,它的相容性可以在這裡檢視

Promise.constructor
Promise是一個物件,它的建構函式接收一個回撥函式,這個回撥函式引數有兩個函式:分別在成功狀態下執行和失敗狀態下執行,Promise有三個狀態,分別為:等待態(Pending)、執行態(Fulfilled)和拒絕態(Rejected)。

傳遞的這個回撥函式,等同被Promise重新封裝,並傳遞了兩個引數回撥,這兩個引數用於驅動Promise資料的傳遞。resolve和reject本身承載著觸發器的使命:

  • 預設的Promise物件是等待態(Pending)。
  • 呼叫resolve()表示這個Promise進入執行態(Fulfilled)
  • 呼叫reject()表示這個promise()進入拒絕態(Rejected)
  • Promise物件可以從等待狀態下進入到執行態和拒絕態,並且無法回退。
  • 而執行態和拒絕態不允許互相轉換(例如執行態轉換到拒絕態)。

Promise.prototype.then

生成的promise例項(如上面的變數p)擁有方法then(),then()方法是Promise物件的核心,它返回一個新的Promise物件,因此可以像jQuery一樣鏈式操作,非常優雅。
Promise是雙鏈的,所以then()方法接受兩個引數,分別表示:

  • 執行態(Fulfilled)下執行的回撥函式
  • 拒絕態(Rejected)下執行的回撥函式。

then()方法的返回值由它相應狀態下執行的函式決定:這個函式返回undefined,則then()方法構建一個預設的Promise物件,並且這個物件擁有then()方法所屬的Promise物件的狀態。

如果對應狀態所執行的函式返回一個全新的Promise物件,則會覆蓋掉當前Promise,程式碼如下:

即then()方法傳遞的進入的回撥函式,如果返回promise物件,則then()方法返回這個promise物件,否則將預設構建一個新的promise物件,並繼承呼叫then()方法的promise的狀態。

我們應該清楚Promise的使命,抹平了非同步程式碼的回撥金字塔,我們會有很多依賴上一層非同步的程式碼:

使用Promise則抹平了程式碼:

Promise還有更多更強大的API。但本文的目的旨在讓大家感受到Promise的魅力,而並非講解Promise物件自身的API,關於Promise其他輔助實現API請查閱本文最下方的引用章節,Promise其他API如下:

  • Promise.prototype.catch():用於指定發生錯誤時的回撥函式(捕獲異常),並具有冒泡性質。
  • Promise.all(),Promise.race():Promise.all方法用於將多個Promise例項,包裝成一個新的Promise例項。
  • Promise.resolve(),Promise.reject():將現有物件轉為Promise物件。

希望大家一點點的接受Promise,所以沒有講太多,我們對於Promise的理解不應該僅僅是一個非同步模型,我們更關注應該是Promise/Deferred的程式設計思想,所以後續幾篇會逐漸深入講解Promise的前生今世。

參考和引用

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