Javascript異步編程之你真的懂Promise嗎
在異步編程中,Promise 扮演了舉足輕重的角色,比傳統(tǒng)的解決方案(回調(diào)函數(shù)和事件)更合理和更強大。可能有些小伙伴會有這樣的疑問:2020年了,怎么還在談?wù)揚romise?事實上,有些朋友對于這個幾乎每天都在打交道的“老朋友”,貌似全懂,但稍加深入就可能疑問百出,本文帶大家深入理解這個熟悉的陌生人—— Promise.
基本用法語法new Promise( function(resolve, reject) {...} /* executor */ ) 構(gòu)建 Promise 對象時,需要傳入一個 executor函數(shù),主要業(yè)務(wù)流程都在 executor 函數(shù)中執(zhí)行。 Promise構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時立即調(diào)用executor 函數(shù), resolve 和 reject 兩個函數(shù)作為參數(shù)傳遞給executor,resolve 和 reject 函數(shù)被調(diào)用時,分別將promise的狀態(tài)改為fulfilled(完成)或rejected(失敗)。一旦狀態(tài)改變,就不會再變,任何時候都可以得到這個結(jié)果。 在 executor 函數(shù)中調(diào)用 resolve 函數(shù)后,會觸發(fā) promise.then 設(shè)置的回調(diào)函數(shù);而調(diào)用 reject 函數(shù)后,會觸發(fā) promise.catch 設(shè)置的回調(diào)函數(shù)。
值得注意的是,Promise 是用來管理異步編程的,它本身不是異步的,new Promise的時候會立即把executor函數(shù)執(zhí)行,只不過我們一般會在executor函數(shù)中處理一個異步操作。比如下面代碼中,一開始是會先打印出2。
let p1 = new Promise(()=>{ setTimeout(()=>{ console.log(1) },1000) console.log(2) })console.log(3) // 2 3 1
Promise 采用了回調(diào)函數(shù)延遲綁定技術(shù),在執(zhí)行 resolve 函數(shù)的時候,回調(diào)函數(shù)還沒有綁定,那么只能推遲回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行。這具體是啥意思呢?我們先來看下面的例子:
let p1 = new Promise((resolve,reject)=>{ console.log(1); resolve(’浪里行舟’) console.log(2)})// then:設(shè)置成功或者失敗后處理的方法p1.then(result=>{ //p1延遲綁定回調(diào)函數(shù) console.log(’成功 ’+result)},reason=>{ console.log(’失敗 ’+reason)})console.log(3)// 1// 2// 3// 成功 浪里行舟
new Promise的時候先執(zhí)行executor函數(shù),打印出 1、2,Promise在執(zhí)行resolve時,觸發(fā)微任務(wù),還是繼續(xù)往下執(zhí)行同步任務(wù),
執(zhí)行p1.then時,存儲起來兩個函數(shù)(此時這兩個函數(shù)還沒有執(zhí)行),然后打印出3,此時同步任務(wù)執(zhí)行完成,最后執(zhí)行剛剛那個微任務(wù),從而執(zhí)行.then中成功的方法。
錯誤處理Promise 對象的錯誤具有“冒泡”性質(zhì),會一直向后傳遞,直到被 onReject 函數(shù)處理或 catch 語句捕獲為止。具備了這樣“冒泡”的特性后,就不需要在每個 Promise 對象中單獨捕獲異常了。
要遇到一個then,要執(zhí)行成功或者失敗的方法,但如果此方法并沒有在當前then中被定義,則順延到下一個對應(yīng)的函數(shù)
function executor (resolve, reject) { let rand = Math.random() console.log(1) console.log(rand) if (rand > 0.5) { resolve() } else { reject() }}var p0 = new Promise(executor)var p1 = p0.then((value) => { console.log(’succeed-1’) return new Promise(executor)})var p2 = p1.then((value) => { console.log(’succeed-2’) return new Promise(executor)})p2.catch((error) => { console.log(’error’, error)})console.log(2)
這段代碼有三個 Promise 對象:p0~p2。無論哪個對象里面拋出異常,都可以通過最后一個對象 p2.catch 來捕獲異常,通過這種方式可以將所有 Promise 對象的錯誤合并到一個函數(shù)來處理,這樣就解決了每個任務(wù)都需要單獨處理異常的問題。
通過這種方式,我們就消滅了嵌套調(diào)用和頻繁的錯誤處理,這樣使得我們寫出來的代碼更加優(yōu)雅,更加符合人的線性思維。
Promise鏈式調(diào)用我們都知道可以把多個Promise連接到一起來表示一系列異步驟。這種方式可以實現(xiàn)的關(guān)鍵在于以下兩個Promise 固有行為特性:
每次你對Promise調(diào)用then,它都會創(chuàng)建并返回一個新的Promise,我們可以將其鏈接起來; 不管從then調(diào)用的完成回調(diào)(第一個參數(shù))返回的值是什么,它都會被自動設(shè)置為被鏈接Promise(第一點中的)的完成。先通過下面的例子,來解釋一下剛剛這段話是什么意思,然后詳細介紹下鏈式調(diào)用的執(zhí)行流程
let p1=new Promise((resolve,reject)=>{ resolve(100) // 決定了下個then中成功方法會被執(zhí)行})// 連接p1let p2=p1.then(result=>{ console.log(’成功1 ’+result) return Promise.reject(1) // 返回一個新的Promise實例,決定了當前實例是失敗的,所以決定下一個then中失敗方法會被執(zhí)行},reason=>{ console.log(’失敗1 ’+reason) return 200})// 連接p2 let p3=p2.then(result=>{ console.log(’成功2 ’+result)},reason=>{ console.log(’失敗2 ’+reason)})// 成功1 100// 失敗2 1
我們通過返回 Promise.reject(1) ,完成了第一個調(diào)用then創(chuàng)建并返回的promise p2。p2的then調(diào)用在運行時會從return Promise.reject(1) 語句接受完成值。當然,p2.then又創(chuàng)建了另一個新的promise,可以用變量p3存儲。
new Promise出來的實例,成功或者失敗,取決于executor函數(shù)執(zhí)行的時候,執(zhí)行的是resolve還是reject決定的,或executor函數(shù)執(zhí)行發(fā)生異常錯誤,這兩種情況都會把實例狀態(tài)改為失敗的。
p2執(zhí)行then返回的新實例的狀態(tài),決定下一個then中哪一個方法會被執(zhí)行,有以下幾種情況:
不論是成功的方法執(zhí)行,還是失敗的方法執(zhí)行(then中的兩個方法),凡是執(zhí)行拋出了異常,則都會把實例的狀態(tài)改為失敗。 方法中如果返回一個新的Promise實例(比如上例中的Promise.reject(1)),返回這個實例的結(jié)果是成功還是失敗,也決定了當前實例是成功還是失敗。 剩下的情況基本上都是讓實例變?yōu)槌晒Φ臓顟B(tài),上一個then中方法返回的結(jié)果會傳遞到下一個then的方法中。我們再來看個例子
new Promise(resolve=>{ resolve(a) // 報錯 // 這個executor函數(shù)執(zhí)行發(fā)生異常錯誤,決定下個then失敗方法會被執(zhí)行}).then(result=>{ console.log(`成功:${result}`) return result*10},reason=>{ console.log(`失敗:${reason}`)// 執(zhí)行這句時候,沒有發(fā)生異常或者返回一個失敗的Promise實例,所以下個then成功方法會被執(zhí)行// 這里沒有return,最后會返回 undefined}).then(result=>{ console.log(`成功:${result}`)},reason=>{ console.log(`失敗:${reason}`)})// 失敗:ReferenceError: a is not defined// 成功:undefinedasync & await
從上面一些例子,我們可以看出,雖然使用 Promise 能很好地解決回調(diào)地獄的問題,但是這種方式充滿了 Promise 的 then() 方法,如果處理流程比較復(fù)雜的話,那么整段代碼將充斥著 then,語義化不明顯,代碼不能很好地表示執(zhí)行流程。
ES7中新增的異步編程方法,async/await的實現(xiàn)是基于 Promise的,簡單而言就是async 函數(shù)就是返回Promise對象,是generator的語法糖。很多人認為async/await是異步操作的終極解決方案:
語法簡潔,更像是同步代碼,也更符合普通的閱讀習(xí)慣; 改進js中異步操作串行執(zhí)行的代碼組織方式,減少callback的嵌套; Promise中不能自定義使用try/catch進行錯誤捕獲,但是在Async/await中可以像處理同步代碼處理錯誤。不過也存在一些缺點,因為 await 將異步代碼改造成了同步代碼,如果多個異步代碼沒有依賴性卻使用了 await 會導(dǎo)致性能上的降低。
async function test() { // 以下代碼沒有依賴性的話,完全可以使用 Promise.all 的方式 // 如果有依賴性的話,其實就是解決回調(diào)地獄的例子了 await fetch(url1) await fetch(url2) await fetch(url3)}
觀察下面這段代碼,你能判斷出打印出來的內(nèi)容是什么嗎?
let p1 = Promise.resolve(1)let p2 = new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(2) }, 1000)})async function fn() { console.log(1)// 當代碼執(zhí)行到此行(先把此行),構(gòu)建一個異步的微任務(wù)// 等待promise返回結(jié)果,并且await下面的代碼也都被列到任務(wù)隊列中 let result1 = await p2 console.log(3) let result2 = await p1 console.log(4)}fn()console.log(2)// 1 2 3 4
如果 await 右側(cè)表達邏輯是個 promise,await會等待這個promise的返回結(jié)果,只有返回的狀態(tài)是resolved情況,才會把結(jié)果返回,如果promise是失敗狀態(tài),則await不會接收其返回結(jié)果,await下面的代碼也不會在繼續(xù)執(zhí)行。
let p1 = Promise.reject(100)async function fn1() { let result = await p1 console.log(1) //這行代碼不會執(zhí)行}
我們再來看道比較復(fù)雜的題目:
console.log(1)setTimeout(()=>{console.log(2)},1000)async function fn(){ console.log(3) setTimeout(()=>{console.log(4)},20) return Promise.reject()}async function run(){ console.log(5) await fn() console.log(6)}run()//需要執(zhí)行150ms左右for(let i=0;i<90000000;i++){}setTimeout(()=>{ console.log(7) new Promise(resolve=>{console.log(8)resolve() }).then(()=>{console.log(9)})},0)console.log(10)// 1 5 3 10 4 7 8 9 2
做這道題之前,讀者需明白:
基于微任務(wù)的技術(shù)有 MutationObserver、Promise 以及以 Promise 為基礎(chǔ)開發(fā)出來的很多其他的技術(shù),本題中resolve()、await fn()都是微任務(wù)。 不管宏任務(wù)是否到達時間,以及放置的先后順序,每次主線程執(zhí)行棧為空的時候,引擎會優(yōu)先處理微任務(wù)隊列,處理完微任務(wù)隊列里的所有任務(wù),再去處理宏任務(wù)。接下來,我們一步一步分析:
首先執(zhí)行同步代碼,輸出 1,遇見第一個setTimeout,將其回調(diào)放入任務(wù)隊列(宏任務(wù))當中,繼續(xù)往下執(zhí)行 運行run(),打印出 5,并往下執(zhí)行,遇見 await fn(),將其放入任務(wù)隊列(微任務(wù)) await fn() 當前這一行代碼執(zhí)行時,fn函數(shù)會立即執(zhí)行的,打印出3,遇見第二個setTimeout,將其回調(diào)放入任務(wù)隊列(宏任務(wù)),await fn() 下面的代碼需要等待返回Promise成功狀態(tài)才會執(zhí)行,所以6是不會被打印的。 繼續(xù)往下執(zhí)行,遇到for循環(huán)同步代碼,需要等150ms,雖然第二個setTimeout已經(jīng)到達時間,但不會執(zhí)行,遇見第三個setTimeout,將其回調(diào)放入任務(wù)隊列(宏任務(wù)),然后打印出10。值得注意的是,這個定時器 推遲時間0毫秒實際上達不到的。根據(jù)html5標準,setTimeOut推遲執(zhí)行的時間,最少是4毫秒。 同步代碼執(zhí)行完畢,此時沒有微任務(wù),就去執(zhí)行宏任務(wù),上面提到已經(jīng)到點的setTimeout先執(zhí)行,打印出4 然后執(zhí)行下一個setTimeout的宏任務(wù),所以先打印出7,new Promise的時候會立即把executor函數(shù)執(zhí)行,打印出8,然后在執(zhí)行resolve時,觸發(fā)微任務(wù),于是打印出9 最后執(zhí)行第一個setTimeout的宏任務(wù),打印出2常用的方法1、Promise.resolve()Promise.resolve(value)方法返回一個以給定值解析后的Promise 對象。Promise.resolve()等價于下面的寫法:
Promise.resolve(’foo’)// 等價于new Promise(resolve => resolve(’foo’))
Promise.resolve方法的參數(shù)分成四種情況。
(1)參數(shù)是一個 Promise 實例
如果參數(shù)是 Promise 實例,那么Promise.resolve將不做任何修改、原封不動地返回這個實例。
const p1 = new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => reject(new Error(’fail’)), 3000)})const p2 = new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => resolve(p1), 1000)})p2 .then(result => console.log(result)) .catch(error => console.log(error))// Error: fail
上面代碼中,p1是一個 Promise,3 秒之后變?yōu)閞ejected。p2的狀態(tài)在 1 秒之后改變,resolve方法返回的是p1。由于p2返回的是另一個 Promise,導(dǎo)致p2自己的狀態(tài)無效了,由p1的狀態(tài)決定p2的狀態(tài)。所以,后面的then語句都變成針對后者(p1)。又過了 2 秒,p1變?yōu)閞ejected,導(dǎo)致觸發(fā)catch方法指定的回調(diào)函數(shù)。
(2)參數(shù)不是具有then方法的對象,或根本就不是對象
Promise.resolve('Success').then(function(value) { // Promise.resolve方法的參數(shù),會同時傳給回調(diào)函數(shù)。 console.log(value); // 'Success'}, function(value) { // 不會被調(diào)用});
(3)不帶有任何參數(shù)
Promise.resolve()方法允許調(diào)用時不帶參數(shù),直接返回一個resolved狀態(tài)的 Promise 對象。如果希望得到一個 Promise 對象,比較方便的方法就是直接調(diào)用Promise.resolve()方法。
Promise.resolve().then(function () { console.log(’two’);});console.log(’one’);// one two
(4)參數(shù)是一個thenable對象
thenable對象指的是具有then方法的對象,Promise.resolve方法會將這個對象轉(zhuǎn)為 Promise 對象,然后就立即執(zhí)行thenable對象的then方法。
let thenable = { then: function(resolve, reject) { resolve(42); }};let p1 = Promise.resolve(thenable);p1.then(function(value) { console.log(value); // 42});2、Promise.reject()
Promise.reject()方法返回一個帶有拒絕原因的Promise對象。
new Promise((resolve,reject) => { reject(new Error('出錯了'));});// 等價于 Promise.reject(new Error('出錯了')); // 使用方法Promise.reject(new Error('BOOM!')).catch(error => { console.error(error);});
值得注意的是,調(diào)用resolve或reject以后,Promise 的使命就完成了,后繼操作應(yīng)該放到then方法里面,而不應(yīng)該直接寫在resolve或reject的后面。所以,最好在它們前面加上return語句,這樣就不會有意外。
new Promise((resolve, reject) => { return reject(1); // 后面的語句不會執(zhí)行 console.log(2);})3、Promise.all()
let p1 = Promise.resolve(1)let p2 = new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(2) }, 1000)})let p3 = Promise.resolve(3)Promise.all([p3, p2, p1]) .then(result => { // 返回的結(jié)果是按照Array中編寫實例的順序來 console.log(result) // [ 3, 2, 1 ] }) .catch(reason => { console.log('失敗:reason') })
Promise.all 生成并返回一個新的 Promise 對象,所以它可以使用 Promise 實例的所有方法。參數(shù)傳遞promise數(shù)組中所有的 Promise 對象都變?yōu)閞esolve的時候,該方法才會返回, 新創(chuàng)建的 Promise 則會使用這些 promise 的值。
如果參數(shù)中的任何一個promise為reject的話,則整個Promise.all調(diào)用會立即終止,并返回一個reject的新的 Promise 對象。
4、Promise.allSettled()有時候,我們不關(guān)心異步操作的結(jié)果,只關(guān)心這些操作有沒有結(jié)束。這時,ES2020 引入Promise.allSettled()方法就很有用。如果沒有這個方法,想要確保所有操作都結(jié)束,就很麻煩。Promise.all()方法無法做到這一點。
假如有這樣的場景:一個頁面有三個區(qū)域,分別對應(yīng)三個獨立的接口數(shù)據(jù),使用 Promise.all 來并發(fā)請求三個接口,如果其中任意一個接口出現(xiàn)異常,狀態(tài)是reject,這會導(dǎo)致頁面中該三個區(qū)域數(shù)據(jù)全都無法出來,顯然這種狀況我們是無法接受,Promise.allSettled的出現(xiàn)就可以解決這個痛點:
Promise.allSettled([ Promise.reject({ code: 500, msg: ’服務(wù)異常’ }), Promise.resolve({ code: 200, list: [] }), Promise.resolve({ code: 200, list: [] })]).then(res => { console.log(res) /* 0: {status: 'rejected', reason: {…}} 1: {status: 'fulfilled', value: {…}} 2: {status: 'fulfilled', value: {…}} */ // 過濾掉 rejected 狀態(tài),盡可能多的保證頁面區(qū)域數(shù)據(jù)渲染 RenderContent( res.filter(el => { return el.status !== ’rejected’ }) )})
Promise.allSettled跟Promise.all類似, 其參數(shù)接受一個Promise的數(shù)組, 返回一個新的Promise,唯一的不同在于, 它不會進行短路, 也就是說當Promise全部處理完成后,我們可以拿到每個Promise的狀態(tài), 而不管是否處理成功。
5、Promise.race()Promise.all()方法的效果是'誰跑的慢,以誰為準執(zhí)行回調(diào)',那么相對的就有另一個方法'誰跑的快,以誰為準執(zhí)行回調(diào)',這就是Promise.race()方法,這個詞本來就是賽跑的意思。race的用法與all一樣,接收一個promise對象數(shù)組為參數(shù)。
Promise.all在接收到的所有的對象promise都變?yōu)镕ulFilled或者Rejected狀態(tài)之后才會繼續(xù)進行后面的處理,與之相對的是Promise.race只要有一個promise對象進入FulFilled或者Rejected狀態(tài)的話,就會繼續(xù)進行后面的處理。
// `delay`毫秒后執(zhí)行resolvefunction timerPromisefy(delay) { return new Promise(resolve => {setTimeout(() => { resolve(delay);}, delay); });}// 任何一個promise變?yōu)閞esolve或reject的話程序就停止運行Promise.race([ timerPromisefy(1), timerPromisefy(32), timerPromisefy(64)]).then(function (value) { console.log(value); // => 1});
上面的代碼創(chuàng)建了3個promise對象,這些promise對象會分別在1ms、32ms 和 64ms后變?yōu)榇_定狀態(tài),即FulFilled,并且在第一個變?yōu)榇_定狀態(tài)的1ms后,.then注冊的回調(diào)函數(shù)就會被調(diào)用。
6、Promise.prototype.finally()ES9 新增 finally() 方法返回一個Promise。在promise結(jié)束時,無論結(jié)果是fulfilled或者是rejected,都會執(zhí)行指定的回調(diào)函數(shù)。這為在Promise是否成功完成后都需要執(zhí)行的代碼提供了一種方式。這避免了同樣的語句需要在then()和catch()中各寫一次的情況。
比如我們發(fā)送請求之前會出現(xiàn)一個loading,當我們請求發(fā)送完成之后,不管請求有沒有出錯,我們都希望關(guān)掉這個loading。
this.loading = truerequest() .then((res) => { // do something }) .catch(() => { // log err }) .finally(() => { this.loading = false })
finally方法的回調(diào)函數(shù)不接受任何參數(shù),這表明,finally方法里面的操作,應(yīng)該是與狀態(tài)無關(guān)的,不依賴于 Promise 的執(zhí)行結(jié)果。
實際應(yīng)用假設(shè)有這樣一個需求:紅燈 3s 亮一次,綠燈 1s 亮一次,黃燈 2s 亮一次;如何讓三個燈不斷交替重復(fù)亮燈?三個亮燈函數(shù)已經(jīng)存在:
function red() { console.log(’red’);}function green() { console.log(’green’);}function yellow() { console.log(’yellow’);}
這道題復(fù)雜的地方在于需要“交替重復(fù)”亮燈,而不是亮完一遍就結(jié)束的一錘子買賣,我們可以通過遞歸來實現(xiàn):
// 用 promise 實現(xiàn)let task = (timer, light) => { return new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { if (light === ’red’) {red() } if (light === ’green’) {green() } if (light === ’yellow’) {yellow() } resolve() }, timer); })}let step = () => { task(3000, ’red’) .then(() => task(1000, ’green’)) .then(() => task(2000, ’yellow’)) .then(step)}step()
同樣也可以通過async/await 的實現(xiàn):
// async/await 實現(xiàn)let step = async () => { await task(3000, ’red’) await task(1000, ’green’) await task(2000, ’yellow’) step()}step()
使用 async/await 可以實現(xiàn)用同步代碼的風(fēng)格來編寫異步代碼,毫無疑問,還是 async/await 的方案更加直觀,不過深入理解Promise 是掌握async/await的基礎(chǔ)
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