Promise 最完整介绍与实现解密

在 JavaScript Promise 快速入门这一篇对Promise 及其基本用法做了简单的介绍。本篇介绍Promise 的完整功能以及对Promise 的来源以及实现进行解密。

Promise 是什么？

该怎么解释Promise 呢？试着从以下几种角度来理解：

从代码的角度：　Promise 是ECMAScript 6中提供了一个类，Promise 对象可以让异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数的方式。
从Promise工作机制的角度：Promise 表示一个异步操作的最终结果，与之进行交互的方式主要是then方法，该方法注册了两个回调函数，用于接收 promise 的终值或本 promise 不能执行的原因。

如果到这里还不理解Promise 是什么？那就看看Promise 是怎么来的。

Promise 是怎么来的？

JavaScript是单线程语言，也就是没有像Java语言一样有Thread这种线程类（可以单独的启动一个线程运行任务）。换言之， JavaScript是一种同步的编程语言，但是往往JavaScript也有很多异步编程的需要，最典型的就是AJAX，如何实现AJAX呼叫后端服务之后的回调呢？这里为了让演示更简单和直观，使用setTimeout延迟调用代替AJAX。

传统的回调方式

传统的回调将回调函数作为参数传递给异步函数，在异步函数执行完成之后，调用回调函数。以以下代码为例：

var successCallBack = function(result){console.log("成功执行的结果是="+result)
}
var failCallBack = function(result){console.log("失败执行的结果是="+result)
}
function asyncFunc(successCallBackFunc,failCallBackFunc){var isSuccess = true;//使用setTimeout模拟异步行为setTimeout(function(){//根据返回结果设置isSuccess的值if(isSuccess){successCallBackFunc("返回值1");}else{failCallBackFunc("返回值2");}},1000);
}

上面的这种写法对于单层的回调来说看起来也能接受，但是如果是多层回调的话，代码就很复制了，也就是经典的回调地狱。

Promise 的出现

早期的JavaScript一般也是使用上面的方式来处理回调的，是否有避免回调地狱的写法呢？
于是有一些JavaScript组织探求比较好的写法，这其中最知名的就是CommonJS 。

CommonJS 是一个由服务的JavaScript运行库作者组成的小组，也就是CommonJS 是JavaScript的一个社区，或者是一个民间组织，不是官方的标准。

CommonJS 提出了Promise 的方式，JavaScript也很认同这种方式，于是在JavaScript发布的新版本ECMAScript 6中，就将Promise 作为JavaScript的一个原生类了。

ECMAScript 6 是2015年发布的JavaScript 语言的标准。Promise 是ECMAScript 6 中的一个类。

Promise的基本用法

对于上面的立子，使用Promise，aysnFunc返回一个Promise 对象，则简写为：

let promise = aysnFunc();
promise.then(successCallBackFunc,failCallBackFunc);

再简化一点：
aysnFunc().then(successCallBackFunc,failCallBackFunc);

为什么叫Promise ？

Promise ，翻译是承诺，也就是保证某人会做某事或是某件事情会发生。结合then() 方法等，形象的理解一下，虽然我是异步执行的，但是我承诺在干完该干的事情之后，我会把承诺的事情做完。

浏览器对Promise 的支持

因为Promise 是在ECMAScript 6才开始出现的，所以对于一些早期的浏览器版本是不支持的，对于
Safari 10，Windows 的 Edge 14以上的浏览器支持。完整的支持参考下表：

ECMAScript 6的Promise

Promise 是ECMAScript 6的一个类
Promise 对象表示异步操作的最终完成（或失败）及其结果值。
Promise 对象具有静态方法和原型方法，静态方法可以独立应用，原型方法需要应用于Promise对象的示例。
当创建一个Promise 时，它处于pending状态，Promise 根据是否fulfilled(已成功)或rejected(已失败)，将运行以下三种方法中的一种或多种：
Promise.prototype.catch(onRejected)
Promise.prototype.then(onFulfilled, onRejected)
Promise.prototype.finally(onFinally)
下图显示了 then 和 .catch 方法的流程。由于它们返回一个 Promise ，它们可以再次被链式调用。不管 promise 最后的状态，在执行完then 或 catch 指定的回调函数以后，都会执行finally方法指定的回调函数。

Promise 的状态

Promise 有3种状态：

Pending，进行中
Resolved(Fullfilled)，已完成
Rejected，已失败
在早期的Promise，完成的状态是Fullfilled，后来习惯就称为Resolved。

Promise 状态的改变：

Pending -> Resolved
Pending -> Rejected

链式调用

通过多次调用then() 可以添加多个回调函数，它们按照插入顺序执行。
Promise链可以实现在上一个操作执行成功之后，开始下一个的操作，并带着上一步操作所返回的结果。

在没有Promise之前，多重异步操作，会导致经典的回调地狱：

doSomething(function(result) {doSomethingElse(result, function(newResult) {doThirdThing(newResult, function(finalResult) {console.log('Got the final result: ' + finalResult);}, failureCallback);}, failureCallback);
}, failureCallback);

使用Promise ，形成一个Promise 链

doSomething().then(function(result) {return doSomethingElse(result);
})
.then(function(newResult) {return doThirdThing(newResult);
})
.then(function(finalResult) {console.log('Got the final result: ' + finalResult);
})
.catch(failureCallback);

catch(failureCallback) 是 then(null, failureCallback) 的缩略形式。
注意：一定要有返回值，否则，callback 将无法获取上一个 Promise 的结果。

多说一点，上面的写法也可以使用箭头函数进一步简化：

doSomething()
.then(result => doSomethingElse(result))
.then(newResult => doThirdThing(newResult))
.then(finalResult => {console.log(`Got the final result: ${finalResult}`);
})
.catch(failureCallback);

() => x 比 () => { return x; } 更简洁一些，但后一种保留 return 的写法才支持使用多个语句。

Promise.resolve() 和 Promise.reject()

两者都是new promise() 的快捷方式。

Promise.resolve(value)
等同于

    new Promise(function (resolve) {resolve(value)})

Promise.reject(value)
等同于

    new Promise(function(resolve,reject){reject(new Error("xx"));});

Promise.all() 和Promise.race()

Promise.all() 接收一个Promise对象的数组作为参数，当数组里的所有Promise对象全部变为resolve时，该方法才resolve；如果其中一个Promise对象reject, 则该方法reject。

Promise.all([new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(100);},100);}),new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(200);},200);}),new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(300);},300);})]).then(function(value){console.log(value);  //[100,200,300]});

接收一个Promise对象的数组作为参数，只要一个Promise对象变为Resolved或者Rejected状态，该方法返回，进行后面的处理。

Promise.race([new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(100);},100);}),new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(200);},200);}),new Promise(function(resolve){setTimeout(function(){resolve(300);},300);})]).then(function(value){console.log(value);  //100});

使用Promise 封装AJAX

上面一直说Promise 可以让异步的回调使用同步的方式书写，典型的就是在AJAX中使用，那么AJAX是如何结合Promise 使用的呢？看如下代码：

function ajaxGet(url) {// 返回一个Promise对象return new Promise(function (resolve, reject) {// 创建一个XHR对象var req = new XMLHttpRequest() || new ActiveXObject('Microsoft.XMLHTTP')req.open('GET', url, true)// 注意：使用req.onload监听req的状态req.onload = function () {if (req.readyState == 4 && req.status == 200) {resolve(req.response)} else {reject(Error(req.statusText))}}// 网络错误req.onerror = function () {reject(Error("Network Error"));};// 发送请求req.send();});
}

调用AJX的方式可以简化为：

ajaxGet("http://xxx").then(function (response) {console.log(response);
}).catch(function (error) {console.log(error);
})

注意：

在AJAX中使用的事件是onreadystatechange，这里使用的是onload。为什么不使用
onreadystatechange呢？因为Promise 的状态改变时单向的，一次性的，一旦改变，状态就会凝固，也即是req.onreadystatechange只会被调用一次。如果用onreadystatechange

Promise 的典型使用场景

Promise 应用在很多功能场景中，包括：

文件操作
API调用
DB调用
IO调用
Node.js 基于Promise

Promise 实现原理解密

说了这么多，感觉Promise 很强大，也很神秘，其实Promise 也不是那么神秘，简单的模拟一下Promise的实现：

function Promise(fn) {var state = 'pending',value = null,deferreds = [];this.then = function (onFulfilled) {if (state === 'pending') {deferreds.push(onFulfilled);return this;}onFulfilled(value);return this;};function resolve(newValue) {value = newValue;state = 'fulfilled';setTimeout(function () {deferreds.forEach(function (deferred) {deferred(value);});}, 0);}fn(resolve);
}

Promise 有三个变量：状态 state ，值value和延迟队列deferreds 。
初始的状态是pending ,value是空，延迟队列也是空
传入Promise 的函数fn立即执行，fn执行完成调用resolve
resolve方法采用异步方式执行延迟队列里的方法
promise对象上添加then方法，当前promise对象状态为pending时，将通过then方法注册的新方法，添加到延迟队列；当前promise对象状态为完成时，执行注册的方法

参考

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Guide/Using_promises