Promise规范与原理解析

摘要

Promise对象用于清晰的处理异步任务的完成，返回最终的结果值，本次分享主要介绍Promise的基本属性以及Promise内部的基础实现，能够帮我们更明确使用场景、更快速定位问题。

Promise出现的原因

首先我们先来看一段代码：异步请求的层层嵌套

function fn1(params) {
  const xmlHttp = new XMLHttpRequest();
  xmlHttp.onreadystatechange = function(){
    if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
      const fn1Data = {name: 'fn1'}
      console.log(fn1Data, 'fn1Data');
      // 请求2
      (function fn2() {
        xmlHttp.onreadystatechange = function(){
        if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
          const fn2Data = {name: `${fn1Data.name}-fn2`}
          console.log(fn2Data, 'fn2Data');
          // 请求3
          (function fn2() {
            xmlHttp.onreadystatechange = function(){
            if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
              const fn3Data = {name: `${fn2Data.name}-fn3`}
              console.log(fn3Data, 'fn3Data');
            }
          }
          xmlHttp.open("GET","https://v0.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61", true);
          xmlHttp.send();
          })()
        }
      }
      xmlHttp.open("GET","https://v0.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61", true);
      xmlHttp.send();
      })()
    }
  }
  xmlHttp.open("GET","https://v0.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61", true);
  xmlHttp.send();
}

fn1()

或者我们可以将上面的代码优化为下面这样

function fn1(params) {
  console.log(`我是fn1，我在函数${params}中执行！！！`);
}

function fn2(params) {
  try {
    const xmlHttp = new XMLHttpRequest();
    xmlHttp.onreadystatechange = function(){
      if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
        console.log(`我是fn2，我在函数${params}中执行！！！结果是：`,params.data);
        fn1('fn2')
      }
    }
    xmlHttp.open("GET","https://v0.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61", true);
    xmlHttp.send();
  } catch (error) {
    console.error(error);
  }
}

function fn3() {
  try {
    const xmlHttp = new XMLHttpRequest();
    xmlHttp.onreadystatechange = function(){
      if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
          console.log('fn3请求已完成');
          fn2('fn3')
      }
    }
    xmlHttp.open("GET","https://v0.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61", true);
    xmlHttp.send();
    console.log('我是f3函数呀');
  } catch (error) {
    console.error(error);
  }
}

fn3()

由上面的两种写法的请求可见，在promise之前，为了进行多个异步请求并且依赖上一个异步请求的结果时，我们必须进行层层嵌套，大多数情况下，我们又对异步结果进行数据处理，这样使得我们的代码非常难看，并且难以维护，这就形成了回调地狱，由此Promise开始出现了。

回调地狱缺点

• 代码臃肿
• 可读性差
• 耦合性高
• 不好进行异常处理

Promise的基本概念

含义

1. ES6将其写进了语言标准里统一了用法，是一个构造函数，用来生成Promise实例
2. 参数为一个执行器函数(执行器函数是立即执行的),该函数有两个函数作为参数，第一个参数是成功时的回调,第二个参数是失败时的回调
3. 函数的方法有resolve(可以处理成功和失败)、reject(只处理失败)、all等方法
4. then、catch、finally方法为Promise实例上的方法

状态

1. pending --- 等待状态
2. Fulfilled --- 执行状态 （resolve回调函数，then）
3. Rejected --- 拒绝状态 (reject回调函数，catch)
4. 状态一旦改变就不会再变，状态只可能是两种改变，从pending->Fulfilled，pending->Rejected
5. 有两个关键的属性：PromiseState --- 状态改变，PromiseResult --- 结果数据改变

const p1 = Promise.resolve(64)
const p2 = Promise.reject('我错了')
const p3 = Promise.then()
const p4 = Promise.catch()

// 状态改变PromiseState 结果改变PromiseResult
console.log(new Promise(()=>{}), 'Promise');  // PromiseState='pending' PromiseResult=undefined
console.log(p1,'p1');  // PromiseState='Fulfilled' PromiseResult=64
console.log(p2,'p2');  // PromiseState="Rejected" PromiseResult='我错了'
console.log(p3, 'p3'); // then为实例上的方法，报错
console.log(p4, 'p4');  // catch为实例上的方法，报错

特点

1. 错误信息清晰定位：可以在外层捕获异常信息（网络错误、语法错误都可以捕获），有“冒泡”性质，会一直向后传递，直到被捕获，所以在最后写一个catch就可以了

2. 链式调用：每一个then和catch都会返回一个新的Promise，把结果传递到下一个then/catch中，因此可以进行链式调用 --- 代码简洁清晰

结果由什么决定

resolve

1. 如果传递的参数是非Promise类型的对象，则返回的结果是成功状态的Promise对象，进入下一个then里面
2. 如果传递的参数是Promise类型的对象，则返回的结果由返回的Promise决定，如果返回的是resolve则是成功的状态，进入下一个then里，如果返回的是reject则是失败的状态，进入下一个catch里

reject

1. 如果传递的参数是非Promise类型的对象，则返回的结果是拒绝状态的Promise对象，进入下一个catch里面或者是下一个then的第二个参数reject回调里面
2. 如果传递的参数是Promise类型的对象，则返回的结果由返回的Promise决定，如果返回的是resolve则是成功的状态，进入下一个then里，如果返回的是reject则是拒绝的状态，进入下一个catch里面或者是下一个then的第二个参数reject回调里面

这在我们自己封装的API里面也有体现：为什么code为1时都是then接收，其他都是catch接收，就是因为在then里面也就是resolve函数中对code码进行了判断，如果是1则返回Promise.resolve()，进入then里处理，如果是非1则返回Promise.reject()，进入catch里处理。

流程图

简单使用

// 模拟一个promise的get请求
let count = 0
function customGet(url){
    count += 1
    return new Promise((resolve, reject)=>{
        const xmlHttp = new XMLHttpRequest();
        xmlHttp.open("GET",url, true);
        xmlHttp.onload = ()=>{
          console.log(xmlHttp, 'xmlHttp---onload');
          if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
            console.log('customGet请求成功了');
            // 返回非Promise，结果为成功状态
            resolve({data:`第${count}次请求获取数据成功`})

            // 返回Promise，结果由Promise决定
            // resolve(Promise.reject('resolve中返回reject'))
          } else {
            reject('customGet请求错误了')
          }
        }

        // Promise状态改变就不会再变
        // onreadystatechange方法会被执行四次
        // 当地次进来的时候，readyState不等于4，执行else逻辑，执行reject，状态变为Rejected，所以即使再执行if，状态之后不会再改变
        // xmlHttp.onreadystatechange = function(){
        //   console.log(xmlHttp,'xmlHttp---onreadystatechange')
        //   if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
        //     console.log('customGet请求成功了');
        //     resolve({data:`第${count}次请求获取数据成功`})
        //   } else {
        //     reject('customGet请求错误了')
        //   }
        // }
        xmlHttp.send();
      })
 }

// 使用Promise，并且进行链式调用
customGet('https://v0.yiketianqi.com/api/cityall?appid=&appsecret=').then((res)=>{
   console.log(res.data);
   return '第一次请求处理后的数据'
}).then((data)=>{
   console.log(data)
   // console.log(data.toFixed());
   return customGet('https://v0.yiketianqi.com/api/cityall?appid=&appsecret=')
}).then((res)=>{
   console.log(res.data);
}).catch((err)=>{
    // 以类似'冒泡'的性质再外层捕获所有的错误
   console.error(err, '这是catch里的错误信息');
})

手写实现简单的Promise

通过上面的回顾，我们已经了解了Promise的关键属性和特点，下面我们一起来实现一个简单的Promise吧

  // 1、封装一个Promise构造函数，有一个函数参数
  function Promise(executor){
    // 7、添加对象属性PromiseState PromiseResult
    this.PromiseState = 'pending'
    this.PromiseResult = null

    // 14、创建一个保存成功失败回调函数的属性
    this.callback = null

    // 8、this指向问题
    const that = this

    // 4、executor有两个函数参数（resolve，reject）
    function resolve(data){
      // 10、Promise状态只能修改一次（同时记得处理reject中的状态）
      if(that.PromiseState !== 'pending') return

      // console.log(this, 'this');
      // 5、修改对象的状态PromiseState
      that.PromiseState = 'Fulfilled'

      // 6、修改对象的结果PromiseResult
      that.PromiseResult = data

      // 15、异步执行then里的回调函数
      if(that.callback?.onResolve){
        that.callback.onResolve(that.PromiseResult)
      }
    }
    function reject(data){
      console.log(that.PromiseState, 'that.PromiseState');
      if(that.PromiseState !== 'pending') return

      // 9、处理失败函数状态
      that.PromiseState = 'Rejected'
      that.PromiseResult = data
      console.log(that.PromiseResult, 'that.PromiseResult');
      console.log(that.PromiseState, 'that.PromiseState');

      // 16、异步执行then里的回调函数
      if(that.callback?.onReject){
        that.callback.onReject(that.PromiseResult)
      }
    }
    // 3、执行器函数是同步调用的，并且有两个函数参数
    executor(resolve,reject)
  }
  // 2、函数的实例上有方法then
  Promise.prototype.then = function(onResolve,onReject){
    // 20、处理onReject没有的情况
    if(typeof onReject !== 'function'){
      onReject = reason => {
        throw reason
      }
    }
    // 21、处理onResolve没有的情况
    if(typeof onResolve !== 'function'){
      onResolve = value => value
    }
    // 17、每一个then方法都返回一个新的Promise，并且把上一个then返回的结果传递出去
    return new Promise((nextResolve,nextReject)=>{
      // 11、处理成功或失败
      if(this.PromiseState === 'Fulfilled'){
        // 12、将结果传递给函数
        // onResolve(this.PromiseResult)

        // 18、拿到上一次执行完后返回的结果,判断是不是Promise
        const result = onResolve(this.PromiseResult)
        if(result instanceof Promise){
          result.then((v)=>{
            nextResolve(v)
          },(r)=>{
            nextReject(r)
          })
        } else {
          nextResolve(result)
        }
      }
      // 当你一步步写下来的时候有没有怀疑过为什么不用else
       if(this.PromiseState === 'Rejected'){
            // 第12步同时处理此逻辑
            // onReject(this.PromiseResult)

            // 22、处理catch异常穿透捕获错误
            try {
              const result = onReject(this.PromiseResult)
              if(result instanceof Promise){
                result.then((v)=>{
                  nextResolve(v)
                }).catch((r)=>{
                  nextReject(r)
                })
              } else {
                nextReject(result)
              }
            } catch (error) {
              nextReject(this.PromiseResult)
            }
         }

      // 13、异步任务时处理成功或失败,想办法等异步任务执行完成后才去执行这两个函数
      if(this.PromiseState === 'pending'){
        this.callback = {
          onResolve,
          onReject
        }
        console.log(this.callback, 'this.callback');
      }
    })
  }
  // 19、函数实例上有方法catch
  Promise.prototype.catch = function(onReject) {
    return this.then(null,onReject)
  }

  // 使用自定义封装的Promise
  const customP = new Promise((resolve,reject)=>{
    // 模拟异步执行请求
    // const xmlHttp = new XMLHttpRequest();
    // xmlHttp.open("GET",'https://v0.yiketianqi.com/api/cityall?appid=&appsecret=', true);
    // xmlHttp.onload = ()=>{
    //   if (xmlHttp.readyState === 4 && xmlHttp.status === 200) {
    //     resolve('success')
    //   } else {
    //     reject('error')
    //   }
    // }
    // xmlHttp.send();

    // 同步执行
    resolve('success')
    // reject('error')
  })

  console.log(customP, 'customP');
  customP.then((res)=>{
    console.log(res, 'resolve回调');
    return '第一次回调'
    // return new Promise((resolve,reject)=>{
    //   reject('错错错')
    // })
  },(err)=>{
    console.error(err, 'reject回调');
    return '2121'
  }).then(()=>{
    console.log('then里面输出');
  }).then().catch((err)=>{
    console.error(err, 'catch里的错误');
  })

针对resolve中返回Promise对象时的内部执行顺序

总结

以上就是我们常用的Promise基础实现，在实现过程中对比了Promise和函数嵌套处理异步请求的优缺点，Promise仍存在缺点，但是的确方便很多，同时更清晰的理解到错误处理如何进行异常穿透的，也能帮助我们更规范的使用Promise以及快速定位问题所在。

作者：京东物流 孙琦

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