一、什么是 Promise

1.1 Promise 的前世今生

Promise 最早出现在 1988 年,由 Barbara Liskov、Liuba Shrira 首创(论文:Promises: Linguistic Support for Efficient Asynchronous Procedure Calls in Distributed Systems)。并且在语言 MultiLisp 和 Concurrent Prolog 中已经有了类似的实现。

JavaScript 中,Promise 的流行是得益于 jQuery 的方法 jQuery.Deferred(),其他也有一些更精简独立的 Promise 库,例如:Q、When、Bluebird。

# Q / 2010
import Q from 'q' function wantOdd () {
const defer = Q.defer()
const num = Math.floor(Math.random() * 10)
if (num % 2) {
defer.resolve(num)
} else {
defer.reject(num)
}
return defer.promise
} wantOdd()
.then(num => {
log(`Success: ${num} is odd.`) // Success: 7 is odd.
})
.catch(num => {
log(`Fail: ${num} is not odd.`)
})

由于 jQuery 并没有严格按照规范来制定接口,促使了官方对 Promise 的实现标准进行了一系列重要的澄清,该实现规范被命名为 Promise/A+。后来 ES6(也叫 ES2015,2015 年 6 月正式发布)也在 Promise/A+ 的标准上官方实现了一个 Promise 接口。

new Promise( function(resolve, reject) {...} /* 执行器 */  );

想要实现一个 Promise,必须要遵循如下规则:

  1. Promise 是一个提供符合标准的 then() 方法的对象。
  2. 初始状态是 pending,能够转换成 fulfilled 或 rejected 状态。
  3. 一旦 fulfilled 或 rejected 状态确定,再也不能转换成其他状态。
  4. 一旦状态确定,必须要返回一个值,并且这个值是不可修改的。

ECMAScript's Promise global is just one of many Promises/A+ implementations.

主流语言对于 Promise 的实现:Golang/go-promise、Python/promise、C#/Real-Serious-Games/c-sharp-promise、PHP/Guzzle Promises、Java/IOU、Objective-C/PromiseKit、Swift/FutureLib、Perl/stevan/promises-perl。

旨在解决的问题

由于 JavaScript 是单线程事件驱动的编程语言,通过回调函数管理多个任务。在快速迭代的开发中,因为回调函数的滥用,很容易产生被人所诟病的回调地狱问题。Promise 的异步编程解决方案比回调函数更加合理,可读性更强。

传说中比较夸张的回调:

现实业务中依赖关系比较强的回调:

# 回调函数
function renderPage () {
const secret = genSecret()
// 获取用户令牌
getUserToken({
secret,
success: token => {
// 获取游戏列表
getGameList({
token,
success: data => {
// 渲染游戏列表
render({
list: data.list,
success: () => {
// 埋点数据上报
report()
},
fail: err => {
console.error(err)
}
})
},
fail: err => {
console.error(err)
}
})
},
fail: err => {
console.error(err)
}
})
}

使用 Promise 梳理流程后:

# Promise
function renderPage () {
const secret = genSecret()
// 获取用户令牌
getUserToken(token)
.then(token => {
// 获取游戏列表
return getGameList(token)
})
.then(data => {
// 渲染游戏列表
return render(data.list)
})
.then(() => {
// 埋点数据上报
report()
})
.catch(err => {
console.error(err)
})
}

1.2 实现一个超简易版的 Promise

Promise 的运转实际上是一个观察者模式,then() 中的匿名函数充当观察者,Promise 实例充当被观察者。

const p = new Promise(resolve => setTimeout(resolve.bind(null, 'from promise'), 3000))

p.then(console.log.bind(null, 1))
p.then(console.log.bind(null, 2))
p.then(console.log.bind(null, 3))
p.then(console.log.bind(null, 4))
p.then(console.log.bind(null, 5))
// 3 秒后
// 1 2 3 4 5 from promise

# 实现
const defer = () => {
let pending = [] // 充当状态并收集观察者
let value = undefined
return {
resolve: (_value) => { // FulFilled!
value = _value
if (pending) {
pending.forEach(callback => callback(value))
pending = undefined
}
},
then: (callback) => {
if (pending) {
pending.push(callback)
} else {
callback(value)
}
}
}
} # 模拟
const mockPromise = () => {
let p = defer()
setTimeout(() => {
p.resolve('success!')
}, 3000)
return p
} mockPromise().then(res => {
console.log(res)
}) console.log('script end')
// script end
// 3 秒后
// success!

二、Promise 怎么用

2.1 使用 Promise 异步编程

在 Promise 出现之前往往使用回调函数管理一些异步程序的状态。

# 常见的异步 Ajax 请求格式
ajax(url, successCallback, errorCallback)

Promise 出现后使用 then() 接收事件的状态,且只会接收一次。

案例:插件初始化。

使用回调函数:

# 插件代码
let ppInitStatus = false
let ppInitCallback = null
PP.init = callback => {
if (ppInitStatus) {
callback && callback(/* 数据 */)
} else {
ppInitCallback = callback
}
}
// ...
// ...
// 经历了一系列同步异步程序后初始化完成
ppInitCallback && ppInitCallback(/* 数据 */)
ppInitStatus = true # 第三方调用
PP.init(callback)

使用 Promise:

# 插件代码
let initOk = null
const ppInitStatus = new Promise(resolve => initOk = resolve)
PP.init = callback => {
ppInitStatus.then(callback).catch(console.error)
}
// ...
// ...
// 经历了一系列同步异步程序后初始化完成
initOk(/* 数据 */) # 第三方调用
PP.init(callback)

相对于使用回调函数,逻辑更清晰,什么时候初始化完成和触发回调一目了然,不再需要重复判断状态和回调函数。当然更好的做法是只给第三方输出状态和数据,至于如何使用由第三方决定。

# 插件代码
let initOk = null
PP.init = new Promise(resolve => initOk = resolve)
// ...
// ...
// 经历了一系列同步异步程序后初始化完成
initOk(/* 数据 */) # 第三方调用
PP.init.then(callback).catch(console.error)

2.2 链式调用

then() 必然返回一个 Promise 对象,Promise 对象又拥有一个 then() 方法,这正是 Promise 能够链式调用的原因。

const p = new Promise(r => r(1))
.then(res => {
console.log(res) // 1
return Promise.resolve(2)
.then(res => res + 10) // === new Promise(r => r(1))
.then(res => res + 10) // 由此可见,每次返回的是实例后面跟的最后一个 then
})
.then(res => {
console.log(res) // 22
return 3 // === Promise.resolve(3)
})
.then(res => {
console.log(res) // 3
})
.then(res => {
console.log(res) // undefined
return '最强王者'
}) p.then(console.log.bind(null, '是谁活到了最后:')) // 是谁活到了最后: 最强王者

由于返回一个 Promise 结构体永远返回的是链式调用的最后一个 then(),所以在处理封装好的 Promise 接口时没必要在外面再包一层 Promise。

# 包一层 Promise
function api () {
return new Promise((resolve, reject) => {
axios.get(/* 链接 */).then(data => {
// ...
// 经历了一系列数据处理
resolve(data.xxx)
})
})
} # 更好的做法:利用链式调用
function api () {
return axios.get(/* 链接 */).then(data => {
// ...
// 经历了一系列数据处理
return data.xxx
})
}

2.3 管理多个 Promise 实例

Promise.all() / Promise.race() 可以将多个 Promise 实例包装成一个 Promise 实例,在处理并行的、没有依赖关系的请求时,能够节约大量的时间。

function wait (ms) {
return new Promise(resolve => setTimeout(resolve.bind(null, ms), ms))
} # Promise.all
Promise.all([wait(2000), wait(4000), wait(3000)])
.then(console.log)
// 4 秒后 [ 2000, 4000, 3000 ] # Promise.race
Promise.race([wait(2000), wait(4000), wait(3000)])
.then(console.log)
// 2 秒后 2000

2.4 Promise 和 async / await

async / await 实际上只是建立在 Promise 之上的语法糖,让异步代码看上去更像同步代码,所以 async / await 在 JavaScript 线程中是非阻塞的,但在当前函数作用域内具备阻塞性质。

let ok = null
async function foo () {
console.log(1)
console.log(await new Promise(resolve => ok = resolve))
console.log(3)
}
foo() // 1
ok(2) // 2 3

使用 async / await 的优势:

  1. 简洁干净

    写更少的代码,不需要特地创建一个匿名函数,放入 then() 方法中等待一个响应。

    # Promise
    function getUserInfo () {
    return getData().then(
    data => {
    return data
    }
    )
    } # async / await
    async function getUserInfo () {
    return await getData()
    }
  2. 条件语句

    当一个异步返回值是另一段逻辑的判断条件,链式调用将随着层级的叠加变得更加复杂,让人很容易在代码中迷失自我。使用 async / await 将使代码可读性变得更好。

    # Promise
    function getGameInfo () {
    getUserAbValue().then(
    abValue => {
    if (abValue === 1) {
    return getAInfo().then(
    data => {
    // ...
    }
    )
    } else {
    return getBInfo().then(
    data => {
    // ...
    }
    )
    }
    }
    )
    } # async / await
    async function getGameInfo () {
    const abValue = await getUserAbValue()
    if (abValue === 1) {
    const data = await getAInfo()
    // ...
    } else {
    // ...
    }
    }
  3. 中间值

    异步函数常常存在一些异步返回值,作用仅限于成为下一段逻辑的入场券,如果经历层层链式调用,很容易成为另一种形式的“回调地狱”。

    # Promise
    function getGameInfo () {
    getToken().then(
    token => {
    getLevel(token).then(
    level => {
    getInfo(token, level).then(
    data => {
    // ...
    }
    )
    }
    )
    }
    )
    } # async / await
    async function getGameInfo() {
    const token = await getToken()
    const level = await getLevel(token)
    const data = await getInfo(token, level)
    // ...
    }
  4. 靠谱的 await

    await 'qtt' 等于 await Promise.resolve('qtt'),await 会把任何不是 Promise 的值包装成 Promise,看起来貌似没有什么用,但是在处理第三方接口的时候可以 “Hold” 住同步和异步返回值,否则对一个非 Promise 返回值使用 then() 链式调用则会报错。

使用 async / await 的缺点:

  1. async 永远返回 Promise 对象,不够灵活,很多时候我只想单纯返回一个基本类型值。

  2. await 阻塞 async 函数中的代码执行,在上下文关联性不强的代码中略显累赘。

    # async / await
    async function initGame () {
    render(await getGame()) // 等待获取游戏执行完毕再去获取用户信息
    report(await getUserInfo())
    } # Promise
    function initGame () {
    getGame()
    .then(render)
    .catch(console.error)
    getUserInfo() // 获取用户信息和获取游戏同步进行
    .then(report)
    .catch(console.error)
    }

2.5 错误处理

  1. 链式调用中尽量结尾跟 catch 捕获错误,而不是第二个匿名函数。因为标准里注明了若 then() 方法里面的参数不是函数则什么都不错,所以 catch(rejectionFn) 其实就是 then(null, rejectionFn) 的别名。

    anAsyncFn().then(
    resolveSuccess,
    rejectError
    )

    在以上代码中,anAsyncFn() 抛出来的错误 rejectError 会正常接住,但是 resolveSuccess 抛出来的错误将无法捕获,所以更好的做法是永远使用 catch。

    anAsyncFn()
    .then(resolveSuccess)
    .catch(rejectError)

    倘若讲究一点,也可以通过 resolveSuccess 来捕获 anAsyncFn() 的错误,catch 捕获 resolveSuccess 的错误。

    anAsyncFn()
    .then(
    resolveSuccess,
    rejectError
    )
    .catch(handleError)
  2. 通过全局属性监听未被处理的 Promise 错误。

    浏览器环境(window)的拒绝状态监听事件:

    • unhandledrejection 当 Promise 被拒绝,并且没有提供拒绝处理程序时,触发该事件。
    • rejectionhandled 当 Promise 被拒绝时,若拒绝处理程序被调用,触发该事件。
    // 初始化列表
    const unhandledRejections = new Map()
    // 监听未处理拒绝状态
    window.addEventListener('unhandledrejection', e => {
    unhandledRejections.set(e.promise, e.reason)
    })
    // 监听已处理拒绝状态
    window.addEventListener('rejectionhandled', e => {
    unhandledRejections.delete(e.promise)
    })
    // 循环处理拒绝状态
    setInterval(() => {
    unhandledRejections.forEach((reason, promise) => {
    console.log('handle: ', reason.message)
    promise.catch(e => {
    console.log(`I catch u!`, e.message)
    })
    })
    unhandledRejections.clear()
    }, 5000)

注意:Promise.reject() 和 new Promise((resolve, reject) => reject()) 这种方式不能直接触发 unhandledrejection 事件,必须是满足已经进行了 then() 链式调用的 Promise 对象才行。

2.6 取消一个 Promise

当执行一个超级久的异步请求时,若超过了能够忍受的最大时长,往往需要取消此次请求,但是 Promise 并没有类似于 cancel() 的取消方法,想结束一个 Promise 只能通过 resolve 或 reject 来改变其状态,社区已经有了满足此需求的开源库 Speculation。

或者利用 Promise.race() 的机制来同时注入一个会超时的异步函数,但是 Promise.race() 结束后主程序其实还在 pending 中,占用的资源并没有释放。

Promise.race([anAsyncFn(), timeout(5000)])

2.7 迭代器的应用

若想按顺序执行一堆异步程序,可使用 reduce。每次遍历返回一个 Promise 对象,在下一轮 await 住从而依次执行。

function wasteTime (ms) {
return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
resolve(ms)
console.log('waste', ms)
}, ms))
} // 依次浪费 3 4 5 3 秒 === 15 秒
const arr = [3000, 4000, 5000, 3000]
arr.reduce(async (last, curr) => {
await last
return wasteTime(curr)
}, undefined)

三、总结

  1. 每当要使用异步代码时,请考虑使用 Promise。
  2. Promise 中所有方法的返回类型都是 Promise。
  3. Promise 中的状态改变是一次性的,建议在 reject() 方法中传递 Error 对象。
  4. 确保为所有的 Promise 添加 then() 和 catch() 方法。
  5. 使用 Promise.all() 行运行多个 Promise。
  6. 倘若想在 then() 或 catch() 后都做点什么,可使用 finally()。
  7. 可以将多个 then() 挂载在同一个 Promise 上。
  8. async (异步)函数返回一个 Promise,所有返回 Promise 的函数也可以被视作一个异步函数。
  9. await 用于调用异步函数,直到其状态改变(fulfilled or rejected)。
  10. 使用 async / await 时要考虑上下文的依赖性,避免造成不必要的阻塞。

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