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JavaScript编程中的Promise使用大全

尽管Promise已经有自己的规范,但目前的各类Promise库,在Promise的实现细节上是有差异的,部分API甚至在意义上完全不同。但Promise的核心内容,是相通的,它就是then方法。在相关术语中,promise指的就是一个有then方法,且该方法能触发特定行为的对象或函数。

Promise可以有不同的实现方式,因此Promise核心说明并不会讨论任何具体的实现代码。

先阅读Promise核心说明的意思是:看,这就是需要写出来的结果,请参照这个结果想一想怎么用代码写出来吧。

起步:用这一种方式理解Promise

回想一下Promise解决的是什么问题?回调。例如,函数doMission1()代表第一件事情,现在,我们想要在这件事情完成后,再做下一件事情doMission2(),应该怎么做呢?

先看看我们常见的回调模式。doMission1()说:“你要这么做的话,就把doMission2()交给我,我在结束后帮你调用。”所以会是:

doMission1(doMission2);

Promise模式又是如何呢?你对doMission1()说:“不行,控制权要在我这里。你应该改变一下,你先返回一个特别的东西给我,然后我来用这个东西安排下一件事。”这个特别的东西就是Promise,这会变成这样:

doMission1().then(doMission2);

可以看出,Promise将回调模式的主从关系调换了一个位置(翻身做主人!),多个事件的流程关系,就可以这样集中到主干道上(而不是分散在各个事件函数之内)。

好了,如何做这样一个转换呢?从最简单的情况来吧,假定doMission1()的代码是:

function doMission1(callback){  

  var value = 1;  

  callback(value);  

}

那么,它可以改变一下,变成这样:

function doMission1(){  

  return {  

    then: function(callback){  

      var value = 1;  

      callback(value);  

    }  

  };  

}

这就完成了转换。虽然并不是实际有用的转换,但到这里,其实已经触及了Promise最为重要的实现要点,即Promise将返回值转换为带then方法的对象。

进阶:Q的设计路程

从defer开始

design/q0.js是Q初步成型的第一步。它创建了一个名为defer的工具函数,用于创建Promise:

var defer = function () { 
 var pending = [], value; 
 return { 
 resolve: function (_value) { 
  value = _value; 
  for (var i = 0, ii = pending.length; i < ii; i++) { 
  var callback = pending[i]; 
  callback(value); 
  } 
  pending = undefined; 
 }, 
 then: function (callback) { 
  if (pending) { 
  pending.push(callback); 
  } else { 
  callback(value); 
  } 
 } 
 } 
}; 

这段源码可以看出,运行defer()将得到一个对象,该对象包含resolve和then两个方法。请回想一下jQuery的Deferred(同样有resolve和then),这两个方法将会是近似的效果。then会参考pending的状态,如果是等待状态则将回调保存(push),否则立即调用回调。resolve则将肯定这个Promise,更新值的同时运行完所有保存的回调。defer的使用示例如下:

var oneOneSecondLater = function () {  

  var result = defer();  

  setTimeout(function () {  

    result.resolve(1);  

  }, 1000);  

  return result;  

};


oneOneSecondLater().then(callback);

这里oneOneSecondLater()包含异步内容(setTimeout),但这里让它立即返回了一个defer()生成的对象,然后将对象的resolve方法放在异步结束的位置调用(并附带上值,或者说结果)。

到此,以上代码存在一个问题:resolve可以被执行多次。因此,resolve中应该加入对状态的判断,保证resolve只有一次有效。这就是Q下一步的design/q1.js(仅差异部分):

resolve: function (_value) { 
 if (pending) { 
 value = _value; 
 for (var i = 0, ii = pending.length; i < ii; i++) { 
  var callback = pending[i]; 
  callback(value); 
 } 
 pending = undefined; 
 } else { 
 throw new Error("A promise can only be resolved once."); 
 } 
} 

对第二次及更多的调用,可以这样抛出一个错误,也可以直接忽略掉。

分离defer和promise

在前面的实现中,defer生成的对象同时拥有then方法和resolve方法。按照定义,promise关心的是then方法,至于触发promise改变状态的resolve,是另一回事。所以,Q接下来将拥有then方法的promise,和拥有resolve的defer分离开来,各自独立使用。这样就好像划清了各自的职责,各自只留一定的权限,这会使代码逻辑更明晰,易于调整。请看design/q3.js:(q2在此跳过)

var isPromise = function (value) { 
 return value && typeof value.then === "function"; 
}; 
 
var defer = function () { 
 var pending = [], value; 
 return { 
 resolve: function (_value) { 
  if (pending) { 
  value = _value; 
  for (var i = 0, ii = pending.length; i < ii; i++) { 
   var callback = pending[i]; 
   callback(value); 
  } 
  pending = undefined; 
  } 
 }, 
 promise: { 
  then: function (callback) { 
  if (pending) { 
   pending.push(callback); 
  } else { 
   callback(value); 
  } 
  } 
 } 
 }; 
}; 

如果你仔细对比一下q1,你会发现区别很小。一方面,不再抛出错误(改为直接忽略第二次及更多的resolve),另一方面,将then方法移动到一个名为promise的对象内。到这里,运行defer()得到的对象(就称为defer吧),将拥有resolve方法,和一个promise属性指向另一个对象。这另一个对象就是仅有then方法的promise。这就完成了分离。

前面还有一个isPromise()函数,它通过是否有then方法来判断对象是否是promise(duck-typing的判断方法)。为了正确使用和处理分离开的promise,会像这样需要将promise和其他值区分开来。


实现promise的级联

接下来会是相当重要的一步。到前面到q3为止,所实现的promise都是不能级联的。但你所熟知的promise应该支持这样的语法:

promise.then(step1).then(step2);

以上过程可以理解为,promise将可以创造新的promise,且取自旧的promise的值(前面代码中的value)。要实现then的级联,需要做到一些事情:

then方法必须返回promise。

这个返回的promise必须用传递给then方法的回调运行后的返回结果,来设置自己的值。

传递给then方法的回调,必须返回一个promise或值。

design/q4.js中,为了实现这一点,新增了一个工具函数ref:

var ref = function (value) {  

  if (value && typeof value.then === "function")  

    return value;  

  return {  

    then: function (callback) {  

      return ref(callback(value));  

    }  

  };  

};

这是在着手处理与promise关联的value。这个工具函数将对任一个value值做一次包装,如果是一个promise,则什么也不做,如果不是promise,则将它包装成一个promise。注意这里有一个递归,它确保包装成的promise可以使用then方法级联。为了帮助理解它,下面是一个使用的例子:

ref("step1").then(function(value){  

  console.log(value); // "step1"  

  return 15;  

}).then(function(value){  

  console.log(value); // 15  

});

你可以看到value是怎样传递的,promise级联需要做到的也是如此。

design/q4.js通过结合使用这个ref函数,将原来的defer转变为可级联的形式:

var defer = function () { 
 var pending = [], value; 
 return { 
 resolve: function (_value) { 
  if (pending) { 
  value = ref(_value); // values wrapped in a promise 
  for (var i = 0, ii = pending.length; i < ii; i++) { 
   var callback = pending[i]; 
   value.then(callback); // then called instead 
  } 
  pending = undefined; 
  } 
 }, 
 promise: { 
  then: function (_callback) { 
  var result = defer(); 
  // callback is wrapped so that its return 
  // value is captured and used to resolve the promise 
  // that "then" returns 
  var callback = function (value) { 
   result.resolve(_callback(value)); 
  }; 
  if (pending) { 
   pending.push(callback); 
  } else { 
   value.then(callback); 
  } 
  return result.promise; 
  } 
 } 
 }; 
}; 

原来callback(value)的形式,都修改为value.then(callback)。这个修改后效果其实和原来相同,只是因为value变成了promise包装的类型,会需要这样调用。

then方法有了较多变动,会先新生成一个defer,并在结尾处返回这个defer的promise。请注意,callback不再是直接取用传递给then的那个,而是在此基础之上增加一层,并把新生成的defer的resolve方法放置在此。此处可以理解为,then方法将返回一个新生成的promise,因此需要把promise的resolve也预留好,在旧的promise的resolve运行后,新的promise的resolve也会随之运行。这样才能像管道一样,让事件按照then连接的内容,一层一层传递下去。


加入错误处理

promise的then方法应该可以包含两个参数,分别是肯定和否定状态的处理函数(onFulfilled与onRejected)。前面我们实现的promise还只能转变为肯定状态,所以,接下来应该加入否定状态部分。

请注意,promise的then方法的两个参数,都是可选参数。design/q6.js(q5也跳过)加入了工具函数reject来帮助实现promise的否定状态:

var reject = function (reason) { 
 return { 
 then: function (callback, errback) { 
  return ref(errback(reason)); 
 } 
 }; 
}; 

它和ref的主要区别是,它返回的对象的then方法,只会取第二个参数的errback来运行。design/q6.js的其余部分是:

var defer = function () { 
 var pending = [], value; 
 return { 
 resolve: function (_value) { 
  if (pending) { 
  value = ref(_value); 
  for (var i = 0, ii = pending.length; i < ii; i++) { 
   value.then.apply(value, pending[i]); 
  } 
  pending = undefined; 
  } 
 }, 
 promise: { 
  then: function (_callback, _errback) { 
  var result = defer(); 
  // provide default callbacks and errbacks 
  _callback = _callback || function (value) { 
   // by default, forward fulfillment 
   return value; 
  }; 
  _errback = _errback || function (reason) { 
   // by default, forward rejection 
   return reject(reason); 
  }; 
  var callback = function (value) { 
   result.resolve(_callback(value)); 
  }; 
  var errback = function (reason) { 
   result.resolve(_errback(reason)); 
  }; 
  if (pending) { 
   pending.push([callback, errback]); 
  } else { 
   value.then(callback, errback); 
  } 
  return result.promise; 
  } 
 } 
 }; 
}; 

这里的主要改动是,将数组pending只保存单个回调的形式,改为同时保存肯定和否定的两种回调的形式。而且,在then中定义了默认的肯定和否定回调,使得then方法满足了promise的2个可选参数的要求。

你也许注意到defer中还是只有一个resolve方法,而没有类似jQuery的reject。那么,错误处理要如何触发呢?请看这个例子:

var defer1 = defer(), 
promise1 = defer1.promise; 
promise1.then(function(value){ 
 console.log("1: value = ", value); 
 return reject("error happens"); 
}).then(function(value){ 
 console.log("2: value = ", value); 
}).then(null, function(reason){ 
 console.log("3: reason = ", reason); 
}); 
defer1.resolve(10); 
 
// Result: 
// 1: value = 10 
// 3: reason = error happens 

可以看出,每一个传递给then方法的返回值是很重要的,它将决定下一个then方法的调用结果。而如果像上面这样返回工具函数reject生成的对象,就会触发错误处理。


融入异步

终于到了最后的design/q7.js。直到前面的q6,还存在一个问题,就是then方法运行的时候,可能是同步的,也可能是异步的,这取决于传递给then的函数(例如直接返回一个值,就是同步,返回一个其他的promise,就可以是异步)。这种不确定性可能带来潜在的问题。因此,Q的后面这一步,是确保将所有then转变为异步。

design/q7.js定义了另一个工具函数enqueue:

var enqueue = function (callback) {  

  //process.nextTick(callback); // NodeJS  

  setTimeout(callback, 1); // Na?ve browser solution  

};


显然,这个工具函数会将任意函数推迟到下一个事件队列运行。

design/q7.js其他的修改点是(只显示修改部分):

var ref = function (value) { 
 // ... 
 return { 
 then: function (callback) { 
  var result = defer(); 
  // XXX 
  enqueue(function () { 
  result.resolve(callback(value)); 
  }); 
  return result.promise; 
 } 
 }; 
}; 
 
var reject = function (reason) { 
 return { 
 then: function (callback, errback) { 
  var result = defer(); 
  // XXX 
  enqueue(function () { 
  result.resolve(errback(reason)); 
  }); 
  return result.promise; 
 } 
 }; 
}; 
 
var defer = function () { 
 var pending = [], value; 
 return { 
 resolve: function (_value) { 
  // ... 
   enqueue(function () { 
   value.then.apply(value, pending[i]); 
   }); 
  // ... 
 }, 
 promise: { 
  then: function (_callback, _errback) { 
   // ... 
   enqueue(function () { 
   value.then(callback, errback); 
   }); 
   // ... 
  } 
 } 
 }; 
}; 

即把原来的value.then的部分,都转变为异步。

到此,Q提供的Promise设计原理q0~q7,全部结束。


结语

即便本文已经是这么长的篇幅,但所讲述的也只到基础的Promise。大部分Promise库会有更多的API来应对更多和Promise有关的需求,例如all()、spread(),不过,读到这里,你已经了解了实现Promise的核心理念,这一定对你今后应用Promise有所帮助。

在我看来,Promise是精巧的设计,我花了相当一些时间才差不多理解它。Q作为一个典型Promise库,在思路上走得很明确。可以感受到,再复杂的库也是先从基本的要点开始的,如果我们自己要做类似的事,也应该保持这样的心态一点一点进步。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。

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