Promise的源码实现（完美符合Promise/A+规范）

gaomysion 发布于2019-08-26 13:32 / 1125人阅读

摘要：以上代码，可以完美通过所有用例。在的函数中，为何需要这个同样是因为规范中明确表示因此我们需要这样的来确保只会执行一次。其他情况，直接返回以该值为成功状态的对象。

Promise是前端面试中的高频问题，我作为面试官的时候，问Promise的概率超过90%，据我所知，大多数公司，都会问一些关于Promise的问题。如果你能根据PromiseA+的规范，写出符合规范的源码，那么我想，对于面试中的Promise相关的问题，都能够给出比较完美的答案。

我的建议是，对照规范多写几次实现，也许第一遍的时候，是改了多次，才能通过测试，那么需要反复的写，我已经将Promise的源码实现写了不下七遍。

Promise的源码实现

/**
 * 1. new Promise时，需要传递一个 executor 执行器，执行器立刻执行
 * 2. executor 接受两个参数，分别是 resolve 和 reject
 * 3. promise 只能从 pending 到 rejected, 或者从 pending 到 fulfilled
 * 4. promise 的状态一旦确认，就不会再改变
 * 5. promise 都有 then 方法，then 接收两个参数，分别是 promise 成功的回调 onFulfilled, 
 *      和 promise 失败的回调 onRejected
 * 6. 如果调用 then 时，promise已经成功，则执行 onFulfilled，并将promise的值作为参数传递进去。
 *      如果promise已经失败，那么执行 onRejected, 并将 promise 失败的原因作为参数传递进去。
 *      如果promise的状态是pending，需要将onFulfilled和onRejected函数存放起来，等待状态确定后，再依次将对应的函数执行(发布订阅)
 * 7. then 的参数 onFulfilled 和 onRejected 可以缺省
 * 8. promise 可以then多次，promise 的then 方法返回一个 promise
 * 9. 如果 then 返回的是一个结果，那么就会把这个结果作为参数，传递给下一个then的成功的回调(onFulfilled)
 * 10. 如果 then 中抛出了异常，那么就会把这个异常作为参数，传递给下一个then的失败的回调(onRejected)
 * 11.如果 then 返回的是一个promise,那么需要等这个promise，那么会等这个promise执行完，promise如果成功，
 *   就走下一个then的成功，如果失败，就走下一个then的失败
 */

const PENDING = "pending";
const FULFILLED = "fulfilled";
const REJECTED = "rejected";
function Promise(executor) {
    let self = this;
    self.status = PENDING;
    self.onFulfilled = [];//成功的回调
    self.onRejected = []; //失败的回调
    //PromiseA+ 2.1
    function resolve(value) {
        if (self.status === PENDING) {
            self.status = FULFILLED;
            self.value = value;
            self.onFulfilled.forEach(fn => fn());//PromiseA+ 2.2.6.1
        }
    }

    function reject(reason) {
        if (self.status === PENDING) {
            self.status = REJECTED;
            self.reason = reason;
            self.onRejected.forEach(fn => fn());//PromiseA+ 2.2.6.2
        }
    }

    try {
        executor(resolve, reject);
    } catch (e) {
        reject(e);
    }
}

Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) {
    //PromiseA+ 2.2.1 / PromiseA+ 2.2.5 / PromiseA+ 2.2.7.3 / PromiseA+ 2.2.7.4
    onFulfilled = typeof onFulfilled === "function" ? onFulfilled : value => value;
    onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : reason => { throw reason };
    let self = this;
    //PromiseA+ 2.2.7
    let promise2 = new Promise((resolve, reject) => {
        if (self.status === FULFILLED) {
            //PromiseA+ 2.2.2
            //PromiseA+ 2.2.4 --- setTimeout
            setTimeout(() => {
                try {
                    //PromiseA+ 2.2.7.1
                    let x = onFulfilled(self.value);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (e) {
                    //PromiseA+ 2.2.7.2
                    reject(e);
                }
            });
        } else if (self.status === REJECTED) {
            //PromiseA+ 2.2.3
            setTimeout(() => {
                try {
                    let x = onRejected(self.reason);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (e) {
                    reject(e);
                }
            });
        } else if (self.status === PENDING) {
            self.onFulfilled.push(() => {
                setTimeout(() => {
                    try {
                        let x = onFulfilled(self.value);
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    } catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                });
            });
            self.onRejected.push(() => {
                setTimeout(() => {
                    try {
                        let x = onRejected(self.reason);
                        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                    } catch (e) {
                        reject(e);
                    }
                });
            });
        }
    });
    return promise2;
}

function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
    let self = this;
    //PromiseA+ 2.3.1
    if (promise2 === x) {
        reject(new TypeError("Chaining cycle"));
    }
    if (x && typeof x === "object" || typeof x === "function") {
        let used; //PromiseA+2.3.3.3.3 只能调用一次
        try {
            let then = x.then;
            if (typeof then === "function") {
                //PromiseA+2.3.3
                then.call(x, (y) => {
                    //PromiseA+2.3.3.1
                    if (used) return;
                    used = true;
                    resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                }, (r) => {
                    //PromiseA+2.3.3.2
                    if (used) return;
                    used = true;
                    reject(r);
                });

            }else{
                //PromiseA+2.3.3.4
                if (used) return;
                used = true;
                resolve(x);
            }
        } catch (e) {
            //PromiseA+ 2.3.3.2
            if (used) return;
            used = true;
            reject(e);
        }
    } else {
        //PromiseA+ 2.3.3.4
        resolve(x);
    }
}

module.exports = Promise;

有专门的测试脚本可以测试所编写的代码是否符合PromiseA+的规范。

首先，在promise实现的代码中，增加以下代码:

Promise.defer = Promise.deferred = function () {
    let dfd = {};
    dfd.promise = new Promise((resolve, reject) => {
        dfd.resolve = resolve;
        dfd.reject = reject;
    });
    return dfd;
}

安装测试脚本:

npm install -g promises-aplus-tests

如果当前的promise源码的文件名为promise.js

那么在对应的目录执行以下命令:

promises-aplus-tests promise.js

promises-aplus-tests中共有872条测试用例。以上代码，可以完美通过所有用例。

对上面的代码实现做一点简要说明(其它一些内容注释中已经写得很清楚):

onFulfilled 和 onFulfilled的调用需要放在setTimeout，因为规范中表示: onFulfilled or onRejected must not be called until the execution context stack contains only platform code。使用setTimeout只是模拟异步，原生Promise并非是这样实现的。

在 resolvePromise 的函数中，为何需要usedd这个flag,同样是因为规范中明确表示: If both resolvePromise and rejectPromise are called, or multiple calls to the same argument are made, the first call takes precedence, and any further calls are ignored. 因此我们需要这样的flag来确保只会执行一次。

self.onFulfilled 和 self.onRejected 中存储了成功的回调和失败的回调，根据规范2.6显示，当promise从pending态改变的时候，需要按照顺序去指定then对应的回调。

PromiseA+的规范(翻译版)

PS: 下面是我翻译的规范，供参考

术语

promise 是一个有then方法的对象或者是函数，行为遵循本规范

thenable 是一个有then方法的对象或者是函数

value 是promise状态成功时的值，包括 undefined/thenable或者是 promise

exception 是一个使用throw抛出的异常值

reason 是promise状态失败时的值

要求

2.1 Promise States

Promise 必须处于以下三个状态之一: pending, fulfilled 或者是 rejected

2.1.1 如果promise在pending状态

2.1.1.1 可以变成 fulfilled 或者是 rejected

2.1.2 如果promise在fulfilled状态

2.1.2.1 不会变成其它状态

2.1.2.2 必须有一个value值

2.1.3 如果promise在rejected状态

2.1.3.1 不会变成其它状态

2.1.3.2 必须有一个promise被reject的reason

概括即是:promise的状态只能从pending变成fulfilled，或者从pending变成rejected.promise成功，有成功的value.promise失败的话，有失败的原因

2.2 then方法

promise必须提供一个then方法，来访问最终的结果

promise的then方法接收两个参数

promise.then(onFulfilled, onRejected)

2.2.1 onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数

2.2.1.1 onFulfilled 必须是函数类型

2.2.1.2 onRejected 必须是函数类型

2.2.2 如果 onFulfilled 是函数:

2.2.2.1 必须在promise变成 fulfilled 时，调用 onFulfilled，参数是promise的value
2.2.2.2 在promise的状态不是 fulfilled 之前，不能调用
2.2.2.3 onFulfilled 只能被调用一次

2.2.3 如果 onRejected 是函数:

2.2.3.1 必须在promise变成 rejected 时，调用 onRejected，参数是promise的reason
2.2.3.2 在promise的状态不是 rejected 之前，不能调用
2.2.3.3 onRejected 只能被调用一次

2.2.4 onFulfilled 和 onRejected 应该是微任务

2.2.5 onFulfilled 和 onRejected 必须作为函数被调用

2.2.6 then方法可能被多次调用

2.2.6.1 如果promise变成了 fulfilled态，所有的onFulfilled回调都需要按照then的顺序执行
2.2.6.2 如果promise变成了 rejected态，所有的onRejected回调都需要按照then的顺序执行

2.2.7 then必须返回一个promise

promise2 = promise1.then(onFulfilled, onRejected);

2.2.7.1 onFulfilled 或 onRejected 执行的结果为x,调用 resolvePromise
2.2.7.2 如果 onFulfilled 或者 onRejected 执行时抛出异常e,promise2需要被reject
2.2.7.3 如果 onFulfilled 不是一个函数，promise2 以promise1的值fulfilled
2.2.7.4 如果 onRejected 不是一个函数，promise2 以promise1的reason rejected

2.3 resolvePromise

resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)

2.3.1 如果 promise2 和 x 相等，那么 reject promise with a TypeError

2.3.2 如果 x 是一个 promsie

2.3.2.1 如果x是pending态，那么promise必须要在pending,直到 x 变成 fulfilled or rejected.
2.3.2.2 如果 x 被 fulfilled, fulfill promise with the same value.
2.3.2.3 如果 x 被 rejected, reject promise with the same reason.

2.3.3 如果 x 是一个 object 或者是一个 function

2.3.3.1 let then = x.then.
2.3.3.2 如果 x.then 这步出错，那么 reject promise with e as the reason..
2.3.3.3 如果 then 是一个函数，then.call(x, resolvePromiseFn, rejectPromise)
    2.3.3.3.1 resolvePromiseFn 的 入参是 y, 执行 resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
    2.3.3.3.2 rejectPromise 的 入参是 r, reject promise with r.
    2.3.3.3.3 如果 resolvePromise 和 rejectPromise 都调用了，那么第一个调用优先，后面的调用忽略。
    2.3.3.3.4 如果调用then抛出异常e 
        2.3.3.3.4.1 如果 resolvePromise 或 rejectPromise 已经被调用，那么忽略
        2.3.3.3.4.3 否则，reject promise with e as the reason
2.3.3.4 如果 then 不是一个function. fulfill promise with x.

2.3.4 如果 x 不是一个 object 或者 function，fulfill promise with x.

Promise的其他方法

虽然上述的promise源码已经符合PromiseA+的规范，但是原生的Promise还提供了一些其他方法，如:

Promise.resolve()

Promise.reject()

Promise.prototype.catch()

Promise.prototype.finally()

Promise.all()

Promise.race()

下面具体说一下每个方法的实现:

Promise.resolve

Promise.resolve(value) 返回一个以给定值解析后的Promise 对象.

如果 value 是个 thenable 对象，返回的promise会“跟随”这个thenable的对象，采用它的最终状态

如果传入的value本身就是promise对象，那么Promise.resolve将不做任何修改、原封不动地返回这个promise对象。

其他情况，直接返回以该值为成功状态的promise对象。

Promise.resolve = function (param) {
        if (param instanceof Promise) {
        return param;
    }
    return new Promise((resolve, reject) => {
        if (param && param.then && typeof param.then === "function") {
            setTimeout(() => {
                param.then(resolve, reject);
            });
        } else {
            resolve(param);
        }
    });
}

thenable对象的执行加 setTimeout的原因是根据原生Promise对象执行的结果推断的，如下的测试代码，原生的执行结果为: 20 400 30;为了同样的执行顺序，增加了setTimeout延时。

测试代码:

let p = Promise.resolve(20);
p.then((data) => {
    console.log(data);
});


let p2 = Promise.resolve({
    then: function(resolve, reject) {
        resolve(30);
    }
});

p2.then((data)=> {
    console.log(data)
});

let p3 = Promise.resolve(new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(400)
}));
p3.then((data) => {
    console.log(data)
});

Promise.reject

Promise.reject方法和Promise.resolve不同，Promise.reject()方法的参数，会原封不动地作为reject的理由，变成后续方法的参数。

Promise.reject = function (reason) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        reject(reason);
    });
}

Promise.prototype.catch

Promise.prototype.catch 用于指定出错时的回调，是特殊的then方法，catch之后，可以继续 .then

Promise.prototype.catch = function (onRejected) {
    return this.then(null, onRejected);
}

Promise.prototype.finally

不管成功还是失败，都会走到finally中,并且finally之后，还可以继续then。并且会将值原封不动的传递给后面的then.

Promise.prototype.finally = function (callback) {
    return this.then((value) => {
        return Promise.resolve(callback()).then(() => {
            return value;
        });
    }, (err) => {
        return Promise.resolve(callback()).then(() => {
            throw err;
        });
    });
}

Promise.all

Promise.all(promises) 返回一个promise对象

如果传入的参数是一个空的可迭代对象，那么此promise对象回调完成(resolve),只有此情况，是同步执行的，其它都是异步返回的。

如果传入的参数不包含任何 promise，则返回一个异步完成.

promises 中所有的promise都promise都“完成”时或参数中不包含 promise 时回调完成。

如果参数中有一个promise失败，那么Promise.all返回的promise对象失败

在任何情况下，Promise.all 返回的 promise 的完成状态的结果都是一个数组

Promise.all = function (promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        let index = 0;
        let result = [];
        if (promises.length === 0) {
            resolve(result);
        } else {
            function processValue(i, data) {
                result[i] = data;
                if (++index === promises.length) {
                    resolve(result);
                }
            }
            for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
                    //promises[i] 可能是普通值
                    Promise.resolve(promises[i]).then((data) => {
                    processValue(i, data);
                }, (err) => {
                    reject(err);
                    return;
                });
            }
        }
    });
}

测试代码:

var promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(3);
})
var promise2 = 42;
var promise3 = new Promise(function(resolve, reject) {
  setTimeout(resolve, 100, "foo");
});

Promise.all([promise1, promise2, promise3]).then(function(values) {
  console.log(values); //[3, 42, "foo"]
},(err)=>{
    console.log(err)
});

var p = Promise.all([]); // will be immediately resolved
var p2 = Promise.all([1337, "hi"]); // non-promise values will be ignored, but the evaluation will be done asynchronously
console.log(p);
console.log(p2)
setTimeout(function(){
    console.log("the stack is now empty");
    console.log(p2);
});

Promise.race

Promise.race函数返回一个 Promise，它将与第一个传递的 promise 相同的完成方式被完成。它可以是完成（ resolves），也可以是失败（rejects），这要取决于第一个完成的方式是两个中的哪个。

如果传的参数数组是空，则返回的 promise 将永远等待。

如果迭代包含一个或多个非承诺值和/或已解决/拒绝的承诺，则 Promise.race 将解析为迭代中找到的第一个值。

Promise.race = function (promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        if (promises.length === 0) {
            return;
        } else {
            for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
                Promise.resolve(promises[i]).then((data) => {
                    resolve(data);
                    return;
                }, (err) => {
                    reject(err);
                    return;
                });
            }
        }
    });
}

测试代码:

Promise.race([
    new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { resolve(100) }, 1000) }),
    undefined,
    new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { reject(100) }, 100) })
]).then((data) => {
    console.log("success ", data);
}, (err) => {
    console.log("err ",err);
});

Promise.race([
    new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { resolve(100) }, 1000) }),
    new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { resolve(200) }, 200) }),
    new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { reject(100) }, 100) })
]).then((data) => {
    console.log(data);
}, (err) => {
    console.log(err);
});

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Promise的源码实现（完美符合Promise/A+规范）

2.1.1 如果promise在pending状态

2.1.2 如果promise在fulfilled状态

2.1.3 如果promise在rejected状态

2.2.1 onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数

2.2.2 如果 onFulfilled 是函数:

2.2.3 如果 onRejected 是函数:

2.2.4 onFulfilled 和 onRejected 应该是微任务

2.2.5 onFulfilled 和 onRejected 必须作为函数被调用

2.2.6 then方法可能被多次调用

2.2.7 then必须返回一个promise

2.3.1 如果 promise2 和 x 相等，那么 reject promise with a TypeError

2.3.2 如果 x 是一个 promsie

2.3.3 如果 x 是一个 object 或者是一个 function

2.3.4 如果 x 不是一个 object 或者 function，fulfill promise with x.

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