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解析 Promise 原理,实现一个Promise

silenceboy / 1825人阅读

摘要:解析原理,实现一个概述这篇文章旨在解析的异步实现原理,并且以中的为蓝本实现一个简单的。具体的规范可以参见细节构造器中必须传入函数,否则会抛出错误。中的回调返回值会影响返回的对象。执行器传入构造器的为函数,并且在构造时就会执行。

解析 Promise 原理,实现一个Promise 概述

这篇文章旨在解析 Promise的异步实现原理,并且以 ES6中的 Promise 为蓝本实现一个简单的 Promise。

通过自己动手实现一个 Promise 对象,可以熟悉很多可能不知道的 Promise 细节,同时也能对异步的理解更提升一步。

本文假设读者对 Promise 规范有一定理解,并且熟悉 ES6 中的 Promise 基本操作。

Promise 核心

Promise 概括来说是对异步的执行结果的描述对象。(这句话的理解很重要)

Promise 规范中规定了,promise 的状态只有3种:

pending

fulfilled

rejected

顾名思义,对上面3个状态的解释就不再赘述,Promise 的状态一旦改变则不会再改变

Promise 规范中还规定了 Promise 中必须有 then 方法,这个方法也是实现异步的链式操作的基本。

具体的规范可以参见:https://promisesaplus.com

ES6 Promise细节

Promise 构造器中必须传入函数,否则会抛出错误。(没有执行器还怎么做异步操作。。。)

Promise.prototype上的 catch(onrejected) 方法是 then(null,onrejected) 的别名,并且会处理链之前的任何的reject。

Promise.prototype 上的 then和 catch 方法总会返回一个全新的 Promise 对象

如果传入构造器的函数中抛出了错误,该 promise 对象的[[PromiseStatus]]会赋值为 rejected,并且[[PromiseValue]]赋值为 Error 对象。

then 中的回调如果抛出错误,返回的 promise 对象的[[PromiseStatus]]会赋值为 rejected,并且[[PromiseValue]]赋值为 Error 对象。

then 中的回调返回值会影响 then 返回的 promise 对象。(下文会具体分析)

这部分内容参考: http://es6.ruanyifeng.com/#do...

动手实现

做了上面的铺垫,实现一个 Promise 的思路就清晰很多了,本文使用 ES6 来进行实现,暂且把这个类取名为 GPromise吧(不覆盖原生的,便于和原生进行对比测试)。下文中 GPromise 代指将要实现的类,Promise 代指 ES6中的 Promise 类。

内部属性

在浏览器中打印出一个 Promise 实例会发现其中会包括两用"[[ ]]"包裹起来的属性,这是系统内部属性,只有JS 引擎能够访问。

[[PromiseStatus]]
[[PromiseValue]]

以上两个属性分别是 Promise 对象的状态和最终值。

我们自己不能实现内部属性,JS中私有属性特性(#修饰符现在还是提案)暂时也没有支持,所以暂且用"_"前缀规定私有属性,这样就模拟了Promise 中的两个内部属性。

class GPromise {
        constructor(executor) {
            this._promiseStatus = GPromise.PENDING;
            this._promiseValue;
            this.execute(executor);
        }
        
        execute(executor){
            //...
        }
        
        then(onfulfilled, onrejected){
            //...
        }
    }

    GPromise.PENDING = "pedding";
    GPromise.FULFILLED = "resolved";
    GPromise.REJECTED = "rejected";
执行器

传入构造器的executor为函数,并且在构造时就会执行。

我们给 executor 中传入 resolve 和 reject 参数,这两个参数都是函数,用于改变改变 _promiseStatus和 _promiseValue 的值。

并且内部做了捕获异常的操作,一旦传入的executor 函数执行抛出错误,GPromise 实例会变成 rejected状态,即 _promiseStatus赋值为"rejected",并且 _promiseValue赋值为Error对象。

  execute(executor) {
            if (typeof executor != "function") {
                throw new Error(` GPromise resolver ${executor} is not a function`);
            }
            //捕获错误
            try {
                executor(data => {
                    this.promiseStatus = GPromise.FULFILLED;
                    this.promiseValue = data;
                }, data => {
                    this.promiseStatus = GPromise.REJECTED;
                    this.promiseValue = data; 
                });
            } catch (e) {
                this.promiseStatus = GPromise.REJECTED;
                this.promiseValue = e;
            }
        }

注:Promise 对象在executor 发生错误或者reject 时,如果没有then
或者 catch 来处理,会把错误抛出到外部,也就是会报错。GPromise 实现的是没有向外部抛出错误,只能由then方法处理。

then方法
异步实现

then 方法内部逻辑稍微复杂点,并且有一点一定一定一定要注意到: then 方法中的回调是异步执行的,思考下下段代码:

console.log(1);
new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log(2);
    resolve();
})
.then(()=>console.log(3));
console.log(4);

执行结果是什么呢?答案其实是:1 2 4 3。传入Promise 中的执行函数是立即执行完的啊,为什么不是立即执行 then 中的回调呢?因为then 中的回调是异步执行,表示该回调是插入事件队列末尾,在当前的同步任务结束之后,下次事件循环开始时执行队列中的任务。

then 方法中的难点就是处理异步,其中一个方案是通过 setInterval来监听GPromise 对象的状态改变,一旦改变则执行相应then 中相应的回调函数(onfulfilled和onrejected),这样回调函数就能够插入事件队列末尾,异步执行,实验证明可行,这种方案是最直观也最容易理解的。

then 返回值

then 方法的返回值是一个新的 GPromise 对象,并且这个对象的状态和 then 中的回调返回值相关,回调指代传入的 onfulfilled 和 rejected。

如果 then 中的回调抛出了错误,返回的 GPromise 的 _promiseStatus 赋值为"rejected", _promiseValue赋值为抛出的错误对象。

如果回调返回了一个非 GPromise 对象, then返回的 GPromise 的 _promiseStatus 赋值为"resolved", _promiseValue赋值为回调的返回值。

如果回调返回了一个 GPromise 对象,then返回的GPromise对象 的_promiseStatus和 _promiseValue 和其保持同步。也就是 then 返回的GPromise记录了回调返回的状态和值,不是直接返回回调的返回值。

代码

then 方法中的重点逻辑如上,其他参见代码即可:

  then(onfulfilled, onrejected) {
            let _ref = null,
                timer = null,
                result = new GPromise(() => {});

            //因为 promise 的 executor 是异步操作,需要监听 promise 对象状态变化,并且不能阻塞线程
            timer = setInterval(() => {
                if ((typeof onfulfilled == "function" && this._promiseStatus == GPromise.FULFILLED) ||
                    (typeof onrejected == "function" && this._promiseStatus == GPromise.REJECTED)) {
                    //状态发生变化,取消监听
                    clearInterval(timer);
                    //捕获传入 then 中的回调的错误,交给 then 返回的 promise 处理
                    try {
                        if (this._promiseStatus == GPromise.FULFILLED) {
                            _ref = onfulfilled(this._promiseValue);
                        } else {
                            _ref = onrejected(this._promiseValue);
                        }

                        //根据回调的返回值来决定 then 返回的 GPromise 实例的状态
                        if (_ref instanceof GPromise) {
                            //如果回调函数中返回的是 GPromise 实例,那么需要监听其状态变化,返回新实例的状态是根据其变化相应的
                            timer = setInterval(()=>{
                                if (_ref._promiseStatus == GPromise.FULFILLED ||
                                    _ref._promiseStatus == GPromise.REJECTED) {
                                    clearInterval(timer);
                                    result._promiseValue = _ref._promiseValue;
                                    result._promiseStatus = _ref._promiseStatus;
                                }
                            },0);
                            
                        } else {
                            //如果返回的是非 GPromise 实例
                            result._promiseValue = _ref;
                            result._promiseStatus = GPromise.FULFILLED;
                        }
                    } catch (e) {
                        //回调中抛出错误的情况
                        result._promiseStatus = GPromise.REJECTED;
                        result._promiseValue = e;
                    }
                }
            }, 0);
            //promise 之所以能够链式操作,因为返回了GPromise对象
            return result;
        }
测试用例

是骡子是马,拉出来溜溜。。

测试环境是macOS Sierra 10.12.6,Chrome 60.0.3112.113。

经过以下测试, 证明了GPromise 的基本的异步流程管理和原生 Promise 没有差别。以下测试用例参考了 MDN 中的[Promise
API](https://developer.mozilla.org... 中的 Advanced Example。

    var promiseCount = 0;

    function test(isPromise) {
        let thisPromiseCount = ++promiseCount,
            executor = (resolve, reject) => {
                console.log(thisPromiseCount + ") Promise started (Async code started)");
                window.setTimeout(
                    function () {
                        resolve(thisPromiseCount);
                    }, Math.random() * 2000 + 1000);
            };

        console.log(thisPromiseCount + ") Started (Sync code started)");

        let p1 = isPromise ? new Promise(executor) : new GPromise(executor);

        p1.then(
            function (val) {
                console.log(val + ") Promise fulfilled (Async code terminated)");
            },
            function (reason) {
                console.log("Handle rejected promise (" + reason + ") here.");
            });

        console.log(thisPromiseCount + ") Promise made (Sync code terminated)");
    }

    test();
    test(true);
    test();

那么再来测试下链式操作(没有链式操作的 Promise 我要你有何用?),测试结果和 Promise 表现一致。

    function async1() {
        return new GPromise(
            (resolve, reject) => {
                console.log("async1 start");
                setTimeout(() => {
                    resolve("async1 finished")
                }, 1000);
            }
        );
    }

    function async2() {
        return new GPromise(
            (resolve, reject) => {
                console.log("async2 start");
                setTimeout(() => {
                    resolve("async2 finished")
                }, 1000);
            }
        );
    }

    function async3() {
        return new GPromise(
            (resolve, reject) => {
                console.log("async3 start");
                setTimeout(() => {
                    resolve("async3 finished");
                }, 1000);
            }
        );
    }

    async1()
        .then(
            data => {
                console.log(data);
                return async2();
            })
        .then(
            data => {
                console.log(data);
                return async3();
            }
        )
        .then(
            data => {
                console.log(data);
            }
        );
总结

到此为止,一个高仿的 Promise 已经实现完成了,它很简单,因为只有一个 then 方法,异步的状态管理由内部完成。

这里并没有实现 catch方法,因为上文也提到了,catch方法就相当于 then(null,onrejected) 。而且 Promise 类上的 race,all,resolve,reject也没有实现,本文旨在理清 Promise 核心原理,篇幅受限(其实就是我懒),其他辅助类的方法等之后有时间再实现。

本文提供的只是一个思路,希望能帮助到你,欢迎大家批评指教。

代码地址:Github

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