詳細(xì)解讀JavaScript編程中的Promise使用

更新時(shí)間：2015年07月27日 18:17:57 作者：梁砫

這篇文章主要介紹了詳細(xì)解讀JavaScript編程中的Promise使用,是JS入門學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下

Promise核心說明

盡管Promise已經(jīng)有自己的規(guī)范，但目前的各類Promise庫，在Promise的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上是有差異的，部分API甚至在意義上完全不同。但Promise的核心內(nèi)容，是相通的，它就是then方法。在相關(guān)術(shù)語中，promise指的就是一個(gè)有then方法，且該方法能觸發(fā)特定行為的對象或函數(shù)。

Promise可以有不同的實(shí)現(xiàn)方式，因此Promise核心說明并不會(huì)討論任何具體的實(shí)現(xiàn)代碼。

先閱讀Promise核心說明的意思是：看，這就是需要寫出來的結(jié)果，請參照這個(gè)結(jié)果想一想怎么用代碼寫出來吧。
起步：用這一種方式理解Promise

回想一下Promise解決的是什么問題？回調(diào)。例如，函數(shù)doMission1()代表第一件事情，現(xiàn)在，我們想要在這件事情完成后，再做下一件事情doMission2()，應(yīng)該怎么做呢？

先看看我們常見的回調(diào)模式。doMission1()說：“你要這么做的話，就把doMission2()交給我，我在結(jié)束后幫你調(diào)用。”所以會(huì)是：

doMission1(doMission2);

Promise模式又是如何呢？你對doMission1()說：“不行，控制權(quán)要在我這里。你應(yīng)該改變一下，你先返回一個(gè)特別的東西給我，然后我來用這個(gè)東西安排下一件事?！边@個(gè)特別的東西就是Promise，這會(huì)變成這樣：

doMission1().then(doMission2);

可以看出，Promise將回調(diào)模式的主從關(guān)系調(diào)換了一個(gè)位置（翻身做主人?。鄠€(gè)事件的流程關(guān)系，就可以這樣集中到主干道上（而不是分散在各個(gè)事件函數(shù)之內(nèi)）。

好了，如何做這樣一個(gè)轉(zhuǎn)換呢？從最簡單的情況來吧，假定doMission1()的代碼是：

function doMission1(callback){
  var value = 1;
  callback(value);
}

那么，它可以改變一下，變成這樣：

function doMission1(){
  return {
    then: function(callback){
      var value = 1;
      callback(value);
    }
  };
}

這就完成了轉(zhuǎn)換。雖然并不是實(shí)際有用的轉(zhuǎn)換，但到這里，其實(shí)已經(jīng)觸及了Promise最為重要的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)，即Promise將返回值轉(zhuǎn)換為帶then方法的對象。
進(jìn)階：Q的設(shè)計(jì)路程
從defer開始

design/q0.js是Q初步成型的第一步。它創(chuàng)建了一個(gè)名為defer的工具函數(shù)，用于創(chuàng)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);
      }
    }
  }
};

這段源碼可以看出，運(yùn)行defer()將得到一個(gè)對象，該對象包含resolve和then兩個(gè)方法。請回想一下jQuery的Deferred（同樣有resolve和then），這兩個(gè)方法將會(huì)是近似的效果。then會(huì)參考pending的狀態(tài)，如果是等待狀態(tài)則將回調(diào)保存（push），否則立即調(diào)用回調(diào)。resolve則將肯定這個(gè)Promise，更新值的同時(shí)運(yùn)行完所有保存的回調(diào)。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);

這里oneOneSecondLater()包含異步內(nèi)容（setTimeout），但這里讓它立即返回了一個(gè)defer()生成的對象，然后將對象的resolve方法放在異步結(jié)束的位置調(diào)用（并附帶上值，或者說結(jié)果）。

到此，以上代碼存在一個(gè)問題：resolve可以被執(zhí)行多次。因此，resolve中應(yīng)該加入對狀態(tài)的判斷，保證resolve只有一次有效。這就是Q下一步的design/q1.js（僅差異部分）：

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.");
  }
}

對第二次及更多的調(diào)用，可以這樣拋出一個(gè)錯(cuò)誤，也可以直接忽略掉。
分離defer和promise

在前面的實(shí)現(xiàn)中，defer生成的對象同時(shí)擁有then方法和resolve方法。按照定義，promise關(guān)心的是then方法，至于觸發(fā)promise改變狀態(tài)的resolve，是另一回事。所以，Q接下來將擁有then方法的promise，和擁有resolve的defer分離開來，各自獨(dú)立使用。這樣就好像劃清了各自的職責(zé)，各自只留一定的權(quán)限，這會(huì)使代碼邏輯更明晰，易于調(diào)整。請看design/q3.js：（q2在此跳過）

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);
        }
      }
    }
  };
};

如果你仔細(xì)對比一下q1，你會(huì)發(fā)現(xiàn)區(qū)別很小。一方面，不再拋出錯(cuò)誤（改為直接忽略第二次及更多的resolve），另一方面，將then方法移動(dòng)到一個(gè)名為promise的對象內(nèi)。到這里，運(yùn)行defer()得到的對象（就稱為defer吧），將擁有resolve方法，和一個(gè)promise屬性指向另一個(gè)對象。這另一個(gè)對象就是僅有then方法的promise。這就完成了分離。

前面還有一個(gè)isPromise()函數(shù)，它通過是否有then方法來判斷對象是否是promise（duck-typing的判斷方法）。為了正確使用和處理分離開的promise，會(huì)像這樣需要將promise和其他值區(qū)分開來。
實(shí)現(xiàn)promise的級(jí)聯(lián)

接下來會(huì)是相當(dāng)重要的一步。到前面到q3為止，所實(shí)現(xiàn)的promise都是不能級(jí)聯(lián)的。但你所熟知的promise應(yīng)該支持這樣的語法：

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

以上過程可以理解為，promise將可以創(chuàng)造新的promise，且取自舊的promise的值（前面代碼中的value）。要實(shí)現(xiàn)then的級(jí)聯(lián)，需要做到一些事情：

then方法必須返回promise。
這個(gè)返回的promise必須用傳遞給then方法的回調(diào)運(yùn)行后的返回結(jié)果，來設(shè)置自己的值。
傳遞給then方法的回調(diào)，必須返回一個(gè)promise或值。

design/q4.js中，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，新增了一個(gè)工具函數(shù)ref：

var ref = function (value) {
  if (value && typeof value.then === "function")
    return value;
  return {
    then: function (callback) {
      return ref(callback(value));
    }
  };
};

這是在著手處理與promise關(guān)聯(lián)的value。這個(gè)工具函數(shù)將對任一個(gè)value值做一次包裝，如果是一個(gè)promise，則什么也不做，如果不是promise，則將它包裝成一個(gè)promise。注意這里有一個(gè)遞歸，它確保包裝成的promise可以使用then方法級(jí)聯(lián)。為了幫助理解它，下面是一個(gè)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是怎樣傳遞的，promise級(jí)聯(lián)需要做到的也是如此。

design/q4.js通過結(jié)合使用這個(gè)ref函數(shù)，將原來的defer轉(zhuǎn)變?yōu)榭杉?jí)聯(lián)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;
      }
    }
  };
};

原來callback(value)的形式，都修改為value.then(callback)。這個(gè)修改后效果其實(shí)和原來相同，只是因?yàn)関alue變成了promise包裝的類型，會(huì)需要這樣調(diào)用。

then方法有了較多變動(dòng)，會(huì)先新生成一個(gè)defer，并在結(jié)尾處返回這個(gè)defer的promise。請注意，callback不再是直接取用傳遞給then的那個(gè)，而是在此基礎(chǔ)之上增加一層，并把新生成的defer的resolve方法放置在此。此處可以理解為，then方法將返回一個(gè)新生成的promise，因此需要把promise的resolve也預(yù)留好，在舊的promise的resolve運(yùn)行后，新的promise的resolve也會(huì)隨之運(yùn)行。這樣才能像管道一樣，讓事件按照then連接的內(nèi)容，一層一層傳遞下去。
加入錯(cuò)誤處理

promise的then方法應(yīng)該可以包含兩個(gè)參數(shù)，分別是肯定和否定狀態(tài)的處理函數(shù)（onFulfilled與onRejected）。前面我們實(shí)現(xiàn)的promise還只能轉(zhuǎn)變?yōu)榭隙顟B(tài)，所以，接下來應(yīng)該加入否定狀態(tài)部分。

請注意，promise的then方法的兩個(gè)參數(shù)，都是可選參數(shù)。design/q6.js（q5也跳過）加入了工具函數(shù)reject來幫助實(shí)現(xiàn)promise的否定狀態(tài)：

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

它和ref的主要區(qū)別是，它返回的對象的then方法，只會(huì)取第二個(gè)參數(shù)的errback來運(yùn)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;
      }
    }
  };
};

這里的主要改動(dòng)是，將數(shù)組pending只保存單個(gè)回調(diào)的形式，改為同時(shí)保存肯定和否定的兩種回調(diào)的形式。而且，在then中定義了默認(rèn)的肯定和否定回調(diào)，使得then方法滿足了promise的2個(gè)可選參數(shù)的要求。

你也許注意到defer中還是只有一個(gè)resolve方法，而沒有類似jQuery的reject。那么，錯(cuò)誤處理要如何觸發(fā)呢？請看這個(gè)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，每一個(gè)傳遞給then方法的返回值是很重要的，它將決定下一個(gè)then方法的調(diào)用結(jié)果。而如果像上面這樣返回工具函數(shù)reject生成的對象，就會(huì)觸發(fā)錯(cuò)誤處理。
融入異步

終于到了最后的design/q7.js。直到前面的q6，還存在一個(gè)問題，就是then方法運(yùn)行的時(shí)候，可能是同步的，也可能是異步的，這取決于傳遞給then的函數(shù)（例如直接返回一個(gè)值，就是同步，返回一個(gè)其他的promise，就可以是異步）。這種不確定性可能帶來潛在的問題。因此，Q的后面這一步，是確保將所有then轉(zhuǎn)變?yōu)楫惒健?/p>

design/q7.js定義了另一個(gè)工具函數(shù)enqueue：

var enqueue = function (callback) {
  //process.nextTick(callback); // NodeJS
  setTimeout(callback, 1); // Na?ve browser solution
};

顯然，這個(gè)工具函數(shù)會(huì)將任意函數(shù)推遲到下一個(gè)事件隊(duì)列運(yùn)行。

design/q7.js其他的修改點(diǎn)是（只顯示修改部分）：

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);
          });
          // ...
      }
    }
  };
};

即把原來的value.then的部分，都轉(zhuǎn)變?yōu)楫惒健?/p>

到此，Q提供的Promise設(shè)計(jì)原理q0~q7，全部結(jié)束。
結(jié)語

即便本文已經(jīng)是這么長的篇幅，但所講述的也只到基礎(chǔ)的Promise。大部分Promise庫會(huì)有更多的API來應(yīng)對更多和Promise有關(guān)的需求，例如all()、spread()，不過，讀到這里，你已經(jīng)了解了實(shí)現(xiàn)Promise的核心理念，這一定對你今后應(yīng)用Promise有所幫助。

在我看來，Promise是精巧的設(shè)計(jì)，我花了相當(dāng)一些時(shí)間才差不多理解它。Q作為一個(gè)典型Promise庫，在思路上走得很明確?？梢愿惺艿剑購?fù)雜的庫也是先從基本的要點(diǎn)開始的，如果我們自己要做類似的事，也應(yīng)該保持這樣的心態(tài)一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)步。

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