【JS】强化Promise理解，从零手写属于自己的Promise.all与Promise.race

壹 ❀ 引

在一个思路搞定三道Promise并发编程题，手摸手教你实现一个Promise限制器一文中，我们在文章结尾留了一个疑问，关于第三题的实现能否解决当每次调用时间都不相等的情况（比如第二次调用要早于第一次调用结束），那么最终得到的结果顺序还能与参数顺序保持一致问题？在分享我踩坑过程中其实已经证明是可以满足这种场景的，但为什么呢？

我们可以尝试运行下面代码，你会发现尽管输出顺序不对，但每次index与value都是正确的配队关系：

const time = [1, 3, 4, 2, 1];
// 假设请求API为
function request(params) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => resolve(params), time[Math.floor(Math.random() * 5)] * 1000);
  });
}

// 最多处理3个请求的调度器
function Scheduler(list = [], limit = 3) {
  let count = 0;
  // 用于统计成功的次数
  let resLength = 0;
  // 浅拷贝一份，原数据的length我们还有用
  const pending = [...list];
  const resList = [];

  // 一定得返回一个promise
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const run = () => {
      if (!pending.length || count >= limit) return;
      count++;
      const index = list.length - pending.length;
      const params = pending.shift();

      request(params)
        .then((res) => {
          console.log('当前index为:', index, '当前结果为:', res);
          count--;
          resLength++;
          // 按index来保存结果
          resList[index] = res;
          // 全部成功了吗？没有就继续请求，否则resolve(resList)跳出递归;
          resLength === list.length ? resolve(resList) : run();
        })
        .catch(reject) // 有一个失败就直接失败
    };

    // 遍历，模拟前两次依次调用的动作，然后在run内部控制如何执行
    list.forEach(() => run());
  })
}

Scheduler([1, 2, 3, 4, 5]).then((res) => console.log('最终结果为:', res)); // 1 2 3 4 5

可以毫不夸张的说，上述代码已经算是一个满足了并发限制器功能的Promise.all了，只要我们去除掉限制部分代码，稍加修改就能分别得到Promise.all与Promise.race的实现，但在改写之前我们还是先解释为什么尽管执行顺序不同，为什么结果与参数仍是对应关系的问题，而且我觉得也只剩下这一个稍微有点饶的疑惑点了。

贰 ❀ 执行上下文与闭包

还是模拟下上述代码的执行过程，当forEach遍历调用run时，可以确定的是，如下代码绝对是同步执行完成的，且5次都是同步跑完：

// 获得当前的index
const index = list.length - pending.length;
// 获取当前请求需要的参数
const params = pending.shift();

异步的是request()，你什么时候能执行我不关系，反正一开始我已经把你执行需要的参数成对的给你准备好了。有同学的疑问可能就在于，我也知道这些参数一开始是成对的，那Promise执行顺序被打乱之后，后执行的Promise又怎么知道之前的index是多少呢，这是怎么对应上的？

问题又回到了老生常谈的执行上下文与闭包问题。我们知道代码在执行前都要经历执行上下文创建阶段与执行阶段，而一个函数的执行上下文在它创建时就已经决定了，而不是执行时，这也是典型的静态作用域的概念，比如：

const a = 1;
const fn = () => {
  console.log(a);
};
(() => {
  const a = 2;
  fn();// ???
})();

以上代码fn执行时输出1，这是因为fn的执行上下文在创建时决定，而不是执行时，所以不管你在哪调用它，它能访问的永远是同出一个作用域下的const a = 1，这里就当简单复习下静态作用域的概念。

回到上文我们实现的代码，我们知道request().then()这个调用行为是同步的，异步的是requset内部修改状态的代码，以及状态修改完成后才能执行的.then()所注册的回调函数，注意.then()注册回调的行为是同步的，这一点你一定要搞清楚。

也就是说，在五次同步的run()调用过程中，index与params在不断的同步生成，.then()也在不断的同步注册回调任务。

还记得javascript中什么是闭包吗？所谓闭包，就是能访问外部函数作用域中自由变量的函数，而此时外部函数很明显就是new Promise(fn)的fn，内部函数就是.then()注册的回调函数，自由变量自然就是上面同步生成的index了，而闭包的一大特性就是，即便外部上下文已经销毁，它依旧能访问到当时创建它的执行上下文，以及上下文中的那些自由变量（静态作用域的魅力）。

因此即便run()在不断的执行与销毁，.then()在注册callback时这些回调已经自带了它们后续要执行的上下文，这就像人能在地球生活，是因为地球这个上下文提供了空气，水等物质，而宇航员离开了地球依旧能生存，是因为他们自带了氧气等生活物质，即使他们已不在地球这个上下文了。

假设我们断点查看任意一个Promise执行，你会发现每次执行时都有一个closure作用域，这就是闭包的英文单词：

若你对闭包以及执行上下文有一定疑惑，可以阅读博主这两篇文章：

一篇文章看懂JS闭包，都要2020年了，你怎么能还不懂闭包？

一篇文章看懂JS执行上下文

叁 ❀ 改写实现Promise.all

好了，解释完结果与参数的对应关系后，我们直接改写上述代码，得到我们的PromiseAll，它满足2个特性：

• 只有所有Promise全部resolve时才会resolve，且结果顺序与参数保持一致。
• 任意一个失败时直接reject。

function PromiseAll(promiseList = []) {
  // 用于统计成功的次数
  let resLength = 0;
  // 浅拷贝一份，原数据的length我们还有用
  const pending = [...promiseList];
  const resList = [];

  // 一定得返回一个promise
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const run = () => {
      if (!pending.length) return;
      const index = promiseList.length - pending.length;
      const promise = pending.shift();

      promise.then((res) => {
          resLength++;
          // 按index来保存结果
          resList[index] = res;
          // 全部成功了吗？没有就继续请求，否则resolve(resList)跳出递归;
          resLength === promiseList.length ? resolve(resList) : run();
        })
        .catch(reject) // 有一个失败就直接失败
    };

    // 遍历，模拟前两次依次调用的动作，然后在run内部控制如何执行
    promiseList.forEach(() => run());
  })
}

执行如下代码，你会发现结果完全符合预期：

const P1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve(1), 3000)
});
const P2 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve(2), 1000)
});
const P3 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve(3), 2000)
});
PromiseAll([P1, P2, P3]).then((res) => console.log('最终结果为:', res)); // 1 2 3 4 5

假设你将上述三个Promise中任意一个的状态改为reject，最终Promise也只会得到失败的结果，而上述的改写，我们还真的只是去除了限制器的代码，理解起来也非常简单。

肆 ❀ 改写实现Promise.race

race顾名思义就是赛跑，多个Promise第一个执行完状态是啥就是啥，所以针对上面的代码，我们又只需要删除掉resLength === promiseList.length以及递归的相关逻辑即可，直接上代码：

function PromiseRace(promiseList = []) {
  // 一定得返回一个promise
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const run = (p) => {
      p.then((res) => {
          resolve(res);
        })
        .catch(reject) // 有一个失败就直接失败
    };

    // 遍历，模拟前两次依次调用的动作，然后在run内部控制如何执行
    promiseList.forEach((p) => run(p));
  })
}

再运行上面的例子，同样符合预期。

伍 ❀ 总

其实从上篇的文章的题三，到后来的all race的实现，你会发现难度反而是递减的，所以如果你对于这篇文章存在疑虑，我还是建议阅读下前两篇文章：

因两道Promise执行题让我产生自我怀疑，从零手写Promise加深原理理解

一个思路搞定三道Promise并发编程题，手摸手教你实现一个Promise限制器

建议按顺序阅读这三篇文章，我想你对于Promise的理解以及手写，一定会上升一个高度，那么到这里本文结束。