Promise 详解（原理篇）

目录

什么是 Promise

实现一个 Promise

Promise 的声明

解决基本状态

添加 then 方法

解决异步实现

解决链式调用

完成 resolvePromise 函数

解决其他问题

添加 catch 方法

添加 finally 方法

添加 resolve、reject、race、all 等方法

如何验证我们的 Promise 是否正确？

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什么是 Promise

Promise 是一种异步编程的解决方案。在异步操作中，callback 会导致回调地狱的问题，Promise 解决了这个问题。

一个 Promise对象有以下三种状态:

• pending：初始状态，既不是成功，也不是失败状态。
• fulfilled(resolved)：意味着操作成功完成。
• rejected：意味着操作失败。

Promise对象内部运行的一个变化， 变化如下：

1. 当 new Promise() 被实例化后，即表示 Promise 进入 pending 初始化状态，准备就绪，等待运行。
2. 一旦 Promise 实例运行成功或者失败之后，实例状态就会变为 fulfilled 或者 rejected，此时状态就无法变更。

在使用 Promise 时，通常会调用其 then() 方法来处理异步操作的结果，或者调用 catch() 方法来处理出错信息。同时，Promise 还提供了一些静态方法，如 Promise.resolve()、Promise.reject() 等用于快速创建一个 Promise 实例。

实现一个 Promise

（下文所指的规定是指 Promise A+规范）

Promise 的声明

首先呢，promise 肯定是一个类，我们就用 class 来声明。

• 由于 new Promise((resolve, reject)=>{}) ，所以传入一个参数（函数 executor），传入就执行
• executor 里面有两个参数，一个叫 resolve（成功），一个叫 reject（失败）
• 由于 resolve 和 reject 可执行，所以都是函数，我们用 let 声明

class myPromise{// 构造器constructor(executor){// 成功let resolve = () => { };// 失败let reject = () => { };// 立即执行executor(resolve, reject);}
}

解决基本状态

Promise 有规定：

• Promise 存在三个状态（state）pending、fulfilled、rejected
• pending（等待态）为初始态，并可以转化为 fulfilled（成功态）和 rejected（失败态）
• 成功时，不可转为其他状态，且必须有一个不可改变的值（value）
• 失败时，不可转为其他状态，且必须有一个不可改变的原因（reason）
• new Promise((resolve, reject)=>{resolve(value)}) resolve 为成功，接收参数 value，状态改变为 fulfilled，不可再次改变。
• new Promise((resolve, reject)=>{reject(reason)}) reject 为失败，接收参数 reason，状态改变为 rejected，不可再次改变。
• 若是 executor 函数报错 直接执行 reject();

于是乎，我们获得以下代码

class myPromise {constructor(executor) {// 初始化 state 为等待态this.state = 'pending'// 成功的值this.value = undefined// 失败的原因this.reason = undefinedlet resolve = value => {// state 改变 resolve 调用就会失败if (this.state === 'pending') {// resolve 调用后 state 转化为成功态this.state = 'fulfilled'}// 储存成功的值this.value = value}let reject = reason => {// state 改变 reject 调用就会失败if (this.state === 'pending') {// reject 调用后 state 转化为失败态this.state = 'rejected'}// 储存失败的原因this.reason = reason}// 立即执行 executor，如果 executor 执行报错，直接执行 rejecttry {executor(resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}
}

添加 then 方法

Promise 有一个叫做 then 的方法，里面有两个参数：onFulfilled 和 onRejected，成功有成功的值，失败有失败的原因

• 当状态 state 为 fulfilled，则执行 onFulfilled，传入 this.value。
• 当状态 state 为 rejected，则执行 onRejected，传入 this.reason
• onFulfilled 和 onRejected 如果是函数，则必须分别在 fulfilled，rejected 后被调用，value 或reason 依次作为他们的第一个参数

class myPromise {constructor(executor){...}// then 方法有两个参数 onFulfilled 和 onRejectedthen(onFulfilled, onRejected) {// 状态为 fulfilled，执行 onFulfilled，传入成功的值if (this.state === 'fulfilled') {onFulfilled(this.value)}// 状态为 rejected，执行 onRejected，传入失败的原因if (this.state === 'rejected') {onRejected(this.reason)}}
}

解决异步实现

现在基本可以实现简单的同步代码，但是当 resolve 在 setTomeout 内执行，调用 then 时 state 还是 pending 等待态，我们就需要在 then 调用的时候，将成功和失败存到各自的数组，一旦 reject 或者 resolve，就调用它们

类似于发布订阅，先将 then 里面的两个函数储存起来，由于一个 promise 可以有多个 then，所以存在同一个数组内。

// 多个 then 的情况
let p = new Promise();
p.then();
p.then();

成功或者失败时，forEach 调用它们

class myPromise {constructor(executor) {this.state = 'pending'this.value = undefinedthis.reason = undefined// 成功存放的数组this.onResolvedCallbacks = []// 失败存放的数组this.onRejectedCallbacks = []let resolve = value => {if (this.state === 'pending') {this.state = 'fulfilled'}this.value = value// 一旦 resolve 执行，调用成功数组的函数this.onResolvedCallbacks.forEach(fn => fn());}let reject = reason => {if (this.state === 'pending') {this.state = 'rejected'}this.reason = reason// 一旦 reject 执行，调用失败数组的函数this.onRejectedCallbacks.forEach(fn => fn())}try {executor(resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}then(onFulfilled, onRejected) {if (this.state === 'fulfilled') {onFulfilled(this.value)}if (this.state === 'rejected') {onRejected(this.reason)}// 状态为 pending 时if (this.state === 'pending') {// onFulfilled 传入到成功数组this.onResolvedCallbacks.push(() => onFulfilled(this.value))// onRejected 传入到失败数组this.onRejectedCallbacks.push(() => onRejected(this.reason))}}
}

解决链式调用

我门常常用到 new Promise().then().then()，这就是链式调用，用来解决回调地狱

1. 为了达成链式，我们默认在第一个 then 里返回一个 promise。规定了一种方法，就是在then 里面返回一个新的 promise 称为 promise2

   let promise2 = new Promise((resolve, reject)=>{})
   1. 将这个 promise2 返回的值传递到下一个 then 中
   2. 如果返回一个普通的值，则将普通的值传递给下一个 then 中

2. 当我们在第一个 then 中 return 了一个参数（参数未知，需判断）。这个 return 出来的新的promise 就是 onFulfilled() 或 onRejected() 的值

规定 onFulfilled() 或 onRejected() 的值，即第一个 then 返回的值，叫做 x，判断 x 的函数叫做 resolvePromise

class myPromise {constructor(executor){...}then(onFulfilled, onRejected) {   // 声明返回的 promise2let promise2 = new myPromise((resolve, reject) => {if (this.state === 'fulfilled') {let x = onFulfilled(this.value)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)}if (this.state === 'rejected') {let x = onRejected(this.reason)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)}if (this.state === 'pending') {this.onResolvedCallbacks.push(() => {let x = onFulfilled(this.value)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)})this.onRejectedCallbacks.push(() => {let x = onRejected(this.reason)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)})}})// 返回 Promise，完成链式return promise2}
}

完成 resolvePromise 函数

规定了一段代码，让不同的 promise 代码互相套用，叫做 resolvePromise

• 如果 x === promise2，会造成循环引用，自己等待自己完成，则报“循环引用”错误

  let p = new Promise(resolve => {resolve(0);
  });
  var p2 = p.then(data => {// 循环引用，自己等待自己完成，一辈子完不成return p2;
  })
  

• x 不能是 null
• x 是普通值，直接 resolve(x)
• x 是对象或者函数（默认 promise）， let then = x.then
• 如果取 then 报错，则走 reject()
• 如果 then 是个函数，则用 call 执行 then，第一个参数是 x，后面是成功的回调和失败的回调
• 如果成功的回调还是 pormise，就递归继续解析
• 因为成功和失败只能调用一个，所以设定一个 called 来防止多次调用

// 处理 x 的值，如果是普通值直接返回，如果是 promise 则返回 x.then 执行的结果
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {// 如果 new 出来的 Promise2 和 x 是同一个，循环引用报错if (promise2 === x) return reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise #<Promise>'));// 先判断是不是对象或者函数if (x !== null && (typeof x === 'object' || typeof x === 'function')) {// 调用了成功就不能失败，调用了失败就不能成功，不能多次调用成功或者失败let called// 内部可能抛出错误try {// 声明 then = x 的 then 方法let then = x.then// 如果 then 是函数，就默认是 promise 了if (typeof then === 'function') {this.call(x, res => {// 成功和失败只能调用一个if (called) returncalled = true// res 可能是一个 promise，递归调用 resolvePromise，直到解析出的值是普通值resolvePromise(promise2, res, resolve, reject)}, err => {// 成功和失败只能调用一个if (called) returncalled = true// 直接调用 reject 作为失败的结果，并向下传递reject(err)})} else {// 如果 then 不是函数，就说明是个普通值，直接返回 xresolve(x)}} catch(err) {// 也属于失败，成功和失败只能调用一个if (called) returncalled = true// 直接调用 reject 作为失败的结果，并向下传递reject(err)}} else {// x 是普通值，直接返回resolve(x)}
}

解决其他问题

• 规定 onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数，如果他们不是函数，必须被忽略
• onFulfilled 返回一个普通的值，成功时直接等于 value => value
• onRejected 返回一个普通的值，失败时如果直接等于 value => value，则会跑到下一个 then 中的 onFulfilled 中，所以直接扔出一个错误 reason => throw err
• 规定 onFulfilled 或 onRejected 不能同步被调用，必须异步调用。我们就用 setTimeout 解决异步问题
• 如果 onFulfilled 或 onRejected 报错，则直接返回 reject()

class myPromise {constructor(executor) {this.state = 'pending'this.value = undefinedthis.reason = undefinedthis.onResolvedCallbacks = []this.onRejectedCallbacks = []let resolve = value => {if (this.state === 'pending') {this.state = 'fulfilled'}this.value = valuethis.onResolvedCallbacks.forEach(fn => fn());}let reject = reason => {if (this.state === 'pending') {this.state = 'rejected'}this.reason = reasonthis.onRejectedCallbacks.forEach(fn => fn())}try {executor(resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}then(onFulfilled, onRejected) {// onFulfilled 如果不是函数，忽略 onFulfilled, 直接返回 valueonFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : val => val// onRejected 如果不是函数，忽略 onRejected, 让它等于一个函数，并且在函数内继续将 err 向下抛出onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : err => {throw err}let promise2 = new Promise((resolve, reject) => {if (this.state === 'fulfilled') {// 异步setTimeout(() => {try {let x = onFulfilled(this.value)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}, 0)}if (this.state === 'rejected') {// 异步setTimeout(() => {try {let x = onRejected(this.reason)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}, 0)}if (this.state === 'pending') {this.onResolvedCallbacks.push(() => {// 异步setTimeout(() => {try {let x = onFulfilled(this.value)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}, 0)})this.onRejectedCallbacks.push(() => {// 异步setTimeout(() => {try {let x = onRejected(this.reason)resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)} catch(err) {reject(err)}}, 0)})}})return promise2}
}

添加 catch 方法

class myPromise {constructor(executor) {...}then(onFulfilled, onRejected) {...}// Promise 中的 catch 指代的就是 then 没有成功回调的一个别名而已catch(errCallback) {return this.then(null, errCallback);}
}

添加 finally 方法

// 无论如何都会执行，把上一个 then 的结果向下传递
// 如果 finally 中返回了一个 Promise 会等待这个 Promise 执行完成后继续执行
myPromise.prototype.finally = function(callback) {return this.then(val => {return Promise.resolve(callback()).then(() => val);}, (err) => {return Promise.resolve(callback()).then(() => { throw err; });});
};

添加 resolve、reject、race、all 等方法

// Promise.resolve 会等待里面的 Promise 执行成功
Promise.resolve = val => {return new Promise((resolve) => {resolve(val);});
};// Promise.reject 不会等待参数中的 Promise 执行完毕
Promise.reject = () => {return new Promise((_, reject) => {reject(val);});
};// all 方法表示等待所有的 Promise 全部成功后才会执行回调
// 如果有一个 Promise 失败则 Promise 就失败了
Promise.all = promises => {return new Promise((resolve, reject) => {// 存放结果const res = [];// 计数，当count 等于 length的时候就resolvelet count = 0;const resolveRes = (index, data) => {// 将执行结果缓存在res中res[index] = data;// 所有子项执行完毕之后，执行resolve 抛出所有的执行结果if (++count === promises.length) {resolve(res);}};// 循环遍历每一个参数的每一项for(let i = 0; i < promises.length; i++) {const current = promises[i];// 如果当前项是Promise，则返回 then 的结果if (isPromise(current)) {current.then((data) => {resolveRes(i, data);}, (err) => {reject(err);});} else {resolveRes(i, current);}}});
}// race谁是第一个完成的，就用他的结果
// 如果失败这个 Promise 就失败，如果第一个是成功就是成功
Promise.race = (promises) => {return new Promise((resolve, reject) => {for(let i = 0; i < promises.length; i++) {let current = promises[i];// 如果是一个 promise 继续执行 thenif (isPromise(current)) {current.then(resolve, reject);} else {// 是普通值则直接 resolve 返回，并终止循环resolve(current);break;}}});
}

如何验证我们的 Promise 是否正确？

1. 先在后面加上下述代码

   // 目前是通过他测试 他会测试一个对象
   // 语法糖
   Promise.defer = Promise.deferred = function () {let dfd = {}dfd.promise = new Promise((resolve,reject)=>{dfd.resolve = resolve;dfd.reject = reject;});return dfd;
   }
   module.exports = Promise;
   //npm install promises-aplus-tests 用来测试自己的 promise 符不符合 promises A+ 规范

2. npm 有一个 promises-aplus-tests 插件

   // Windows 全局安装
   npm i promises-aplus-tests -g
   // Mac 全局安装
   sudo npm i promises-aplus-tests -g

3. 命令行 promises-aplus-tests [js文件名]，即可验证

注意⚠️：本文 Promise 已满足基本使用，但还是存在一些问题待改进。。。

参考

史上最最最详细的手写Promise教程

Promise 实现原理