关于promise:一次写过瘾手写Promise全家桶Generatorasyncawait

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口味：海底捞

烹饪工夫：15min

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手写 Promise 全家桶

Promise/A+ 标准镇楼！

如果你没读过 Promise/A+ 标准也没关系，我帮你总结了如下三局部重点：

不过倡议看完本文后还是要亲自去读一读，不多 bb，开始展现。

标准重点

1.Promise 状态

Promise 的三个状态别离是 pending、fulfilled 和 rejected。

  • pending: 待定，Promise 的初始状态。在此状态下能够 落定 (settled) 为 fulfilled 或 rejected 状态。
  • fulfilled: 兑现(解决)，示意执行胜利。Promise 被 resolve 后的状态，状态不可再扭转，且有一个公有的值 value。
  • rejected: 回绝，示意执行失败。Promise 被 reject 后的状态，状态不可再扭转，且有一个公有的起因 reason。

留神：value 和 reason 也是不可变的，它们蕴含原始值或对象的不可批改的援用，默认值为 undefined。

2.Then 办法

要求必须提供一个 then 办法来拜访以后或最终的 value 或 reason。

promise.then(onFulfilled, onRejected)
  • 1.then 办法承受两个函数作为参数，且参数可选。
  • 2. 如果可选参数不为函数时会被疏忽。
  • 3. 两个函数都是异步执行，会放入事件队列期待下一轮 tick。
  • 4. 当调用 onFulfilled 函数时，会将以后 Promise 的 value 值作为参数传入。
  • 5. 当调用 onRejected 函数时，会将以后 Promise 的 reason 失败起因作为参数传入。
  • 6.then 函数的返回值为 Promise。
  • 7.then 能够被同一个 Promise 屡次调用。

3.Promise 解决过程

Promise 的解决过程是一个形象操作，接管一个 Promise 和一个值 x。

针对 x 的不同值解决以下几种状况：

  • 1.x 等于 Promise

抛出 TypeError 谬误，回绝 Promise。

  • 2.x 是 Promise 的实例

如果 x 处于待定状态，那么 Promise 持续期待直到 x 兑现或回绝，否则依据 x 的状态兑现 / 回绝 Promise。

  • 3.x 是对象或函数

取出 x.then 并调用，调用时将 this 指向 x。将 then 回调函数中失去的后果 y 传入新的 Promise 解决过程中，递归调用。

如果执行报错，则将以对应的失败起因回绝 Promise。

这种状况就是解决领有 then() 函数的对象或函数，咱们也叫它 thenable。

  • 4. 如果 x 不是对象或函数

以 x 作为值执行 Promise。

手写 Promise

1. 首先定义 Promise 的三个状态

var PENDING = 'pending';
var FULFILLED = 'fulfilled';
var REJECTED = 'rejected';

2. 咱们再来搞定 Promise 的构造函数

创立 Promise 时须要传入 execute 回调函数，接管两个参数，这两个参数别离用来兑现和回绝以后 Promise。

所以咱们须要定义 resolve() 和 reject() 函数。

初始状态为 PENDING，在执行时可能会有返回值 value，在回绝时会有回绝起因 reason。

同时须要留神，Promise 外部的异样不能间接抛出，须要进行异样捕捉。

function Promise(execute) {
    var that = this;
    that.state = PENDING;
    function resolve(value) {if (that.state === PENDING) {
            that.state = FULFILLED;
            that.value = value;
        }
    }
    function reject(reason) {if (that.state === PENDING) {
            that.state = REJECTED;
            that.reason = reason;
        }
    }
    try {execute(resolve, reject);
    } catch (e) {reject(e);
    }
}

3. 实现 then() 办法

then 办法用来注册以后 Promise 状态落定后的回调，每个 Promise 实例都须要有它，显然要写到 Promise 的原型 prototype 上，并且 then() 函数接管两个回调函数作为参数，别离是 onFulfilled 和 onRejected。

Promise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {}

依据下面第 2 条规定，如果可选参数不为函数时应该被疏忽，咱们要对参数进行如下判断。

onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function(x) {return x;}
onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : function(e) {throw e;}

依据第 3 条规定，须要应用 setTimeout 提早执行，模仿异步。

依据第 4 条、第 5 条规定，须要依据 Promise 的状态来执行对应的回调函数。

在 PENDING 状态时，须要等到状态落定能力调用。咱们能够将 onFulfilled 和 onRejected 函数存到 Promise 的属性 onFulfilledFn 和 onRejectedFn 中，

当状态扭转时别离调用它们。

var that = this;
var promise;
if (that.state === FULFILLED) {setTimeout(function() {onFulfilled(that.value);
    });
}
if (that.state === REJECTED) {setTimeout(function() {onRejected(that.reason);
    });
}
if (that.state === PENDING) {that.onFulfilledFn = function() {onFulfilled(that.value);
    }
    that.onRejectedFn = function() {onRejected(that.reason);
    }
}

依据第 6 条规定，then 函数的返回值为 Promise，咱们别离给每个逻辑增加并返回一个 Promise。

同时，then 反对链式调用，咱们须要将 onFulfilledFn 和 onRejectedFn 改成数组。

var that = this;
var promise;
if (that.state === FULFILLED) {promise = new Promise(function(resolve, reject) {setTimeout(function() {
            try {onFulfilled(that.value);
            } catch (reason) {reject(reason);
            }
        });
    });
}
if (that.state === REJECTED) {promise = new Promise(function(resolve, reject) {setTimeout(function() {
            try {onRejected(that.reason);
            } catch (reason) {reject(reason);
            }
        });
    });
}
if (that.state === PENDING) {promise = new Promise(function(resolve, reject) {that.onFulfilledFn.push(function() {
            try {onFulfilled(that.value);
            } catch (reason) {reject(reason);
            }
        })
        that.onRejectedFn.push(function() {
            try {onRejected(that.reason);
            } catch (reason) {reject(reason);
            }
        });
    });
}

与下面绝对应的，再将 Promise 的构造函数相应的进行革新。

  • 1. 增加 onFulFilledFn 和 onRejectedFn 数组。
  • 2.resolve() 和 reject() 函数扭转状态时，须要异步调用数组中的函数，同样应用 setTimeout 来模仿异步。
function Promise(execute) {
    var that = this;
    that.state = PENDING;
    that.onFulfilledFn = [];
    that.onRejectedFn = [];

    function resolve(value) {setTimeout(function() {if (that.value === PENDING) {
                that.state = FULFILLED;
                that.value = value;
                that.onFulfilledFn.forEach(function(fn) {fn(that.value);
                })
            }
        })
    }
    function reject(reason) {setTimeout(function() {if (that.value === PENDING) {
                that.state = REJECTED;
                that.reason = reason;
                that.onRejectedFn.forEach(function(fn) {fn(that.reason);
                })
            }
        })
    }
    try {execute(resolve, reject);
    } catch (e) {reject(e);
    }
}

4.Promise 解决过程 resolvePromise()

Promise 解决过程分为以下几种状况，咱们须要别离进行解决：

1.x 等于 Promise TypeError 谬误

此时相当于 Promise.then 之后 return 了本人，因为 then 会期待 return 后的 Promise，导致本人期待本人，始终处于期待。。

function resolvePromise(promise, x) {if (promise === x) {return reject(new TypeError('x 不能等于 promise'));
    }
}

2.x 是 Promise 的实例

如果 x 处于待定状态，Promise 会持续期待直到 x 兑现或回绝，否则依据 x 的状态兑现 / 回绝 Promise。

咱们须要调用 Promise 在结构时的函数 resolve() 和 reject() 来扭转 Promise 的状态。

function resolvePromise(promise, x, resolve, reject) {
    // ...
    if (x instanceof Promise) {if (x.state === FULFILLED) {resolve(x.value);
        } else if (x.state === REJECTED) {reject(x.reason);
        } else {x.then(function(y) {resolvePromise(promise, y, resolve, reject);
            }, reject);
        }
    }
}

3.x 是对象或函数

取出 x.then 并调用，调用时将 this 指向 x，将 then 回调函数中失去的后果 y 传入新的 Promise 解决过程中，递归调用。

如果执行报错，则将以对应的失败起因回绝 Promise。

x 可能是一个 thenable 而非真正的 Promise。

须要设置一个变量 executed 防止反复调用。

function resolvePromise(promise, x, resolve, reject) {
    // ...
    if ((x !== null) && ((typeof x === 'object' || (typeof x === 'function'))) {
        var executed;
        try {
            var then = x.then;
            if (typeof then === 'function') {then.call(x, function(y) {if (executed) return;
                    executed = true;
                    return resolvePromise(promise, y, resolve, reject);
                }, function (e) {if (executed) return;
                    executed = true;
                    reject(e);
                }) 
            } else {resolve(x);
            }
        } catch (e) {if (executed) return;
            executed = true;
            reject(e);
        }
    }
}

4. 间接将 x 作为值执行

function resolvePromise(promise, x, resolve, reject) {
    // ...
    resolve(x)
}

测试

// 为了反对测试，将模块导出
module.exports = {deferred() {
    var resolve;
    var reject;
    var promise = new Promise(function (res, rej) {
      resolve = res;
      reject = rej;
    })
    return {
      promise,
      resolve,
      reject
    }
  }
}

咱们能够选用这款测试工具对咱们写的 Promise 进行测试 Promise/A+ 测试工具: promises-aplus-tests。

目前反对 827 个测试用例，咱们只须要在导出模块的时候遵循 CommonJS 标准，依照要求导出对应的函数即可。

Promise.resolve

Promise.resolve() 能够实例化一个解决(fulfilled) 的 Promise。

Promise.resolve = function(value) {if (value instanceof Promise) {return value;}

    return new Promise(function(resolve, reject) {resolve(value);
    });
}

Promise.reject

Promise.reject() 能够实例化一个 rejected 的 Promise 并抛出一个异步谬误（这个谬误不能通过 try/catch 捕捉，只能通过回绝处理程序捕捉）

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

Promise.prototype.catch

Promise.prototype.catch() 办法用于给 Promise 增加回绝时的回调函数。

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

Promise.prototype.finally

Promise.prototype.finally() 办法用于给 Promise 增加一个不论最终状态如何都会执行的操作。

Promise.prototype.finally = function(fn) {return this.then(function(value) {return Promise.resolve(value).then(function() {return value;});
    }, function(error) {return Promise.resolve(reason).then(function() {throw error;});
    });
}

Promise.all

Promise.all() 办法会将多个 Promise 实例组合成一个新的 Promise 实例。

组合后的 Promise 实例只有当每个蕴含的 Promise 实例都解决 (fulfilled) 后才解决 (fulfilled)，如果有一个蕴含的 Promise 实例回绝(rejected) 了，则合成的 Promise 也会回绝(rejected)。

两个留神点：

  • 传入的是可迭代对象，用 for…of 遍历 Iterable 更平安
  • 传入的每个实例不肯定是 Promise，须要用 Promise.resolve() 包装
Promise.all = function(promiseArr) {return new Promise(function(resolve, reject) {
        const length = promiseArr.length;
        const result = [];
        let count = 0;
        if (length === 0) {return resolve(result);
        }

        for (let item of promiseArr) {Promise.resolve(item).then(function(data) {result[count++] = data;
                if (count === length) {resolve(result);
                }
            }, function(reason) {reject(reason);
            });
        }
    });
}

Promise.race

Promise.race() 同样返回一个合成的 Promise 实例，其会返回这一组中最先解决 (fulfilled) 或回绝 (rejected) 的 Promise 实例的返回值。

Promise.race = function(promiseArr) {return new Promise(function(resolve, reject) {
        const length = promiseArr.length;
        if (length === 0) {return resolve();
        } 

        for (let item of promiseArr) {Promise.resolve(item).then(function(value) {return resolve(value);
            }, function(reason) {return reject(reason);
            });
        }
    });
}

Promise.any

Promise.any() 相当于 Promise.all() 的反向操作 ，同样返回一个合成的 Promise 实例，只有其中蕴含的任何一个 Promise 实例解决(fulfilled) 了，合成的 Promise 就解决(fulfilled)。

只有当每个蕴含的 Promise 都回绝 (rejected) 了，合成的 Promise 才回绝(rejected)。

Promise.any = function(promiseArr) {return new Promise(function(resolve, reject) {
        const length = promiseArr.length;
        const result = [];
        let count = 0;
        if (length === 0) {return resolve(result);
        } 

        for (let item of promiseArr) {Promise.resolve(item).then((value) => {return resolve(value);
            }, (reason) => {result[count++] = reason;
                if (count === length) {reject(result);
                }
            });
        }
    });
}

Promise.allSettled

Promise.allSettled() 办法也是返回一个合成的 Promise，不过只有等到所有蕴含的每个 Promise 实例都返回后果落定时，不论是解决 (fulfilled) 还是回绝(rejected)，合成的 Promise 才会完结。一旦完结，状态总是 fulfilled。

其返回的是一个对象数组，每个对象示意对应的 Promise 后果。

对于每个后果对象，都有一个 status 字符串。如果它的值为 fulfilled，则后果对象上存在一个 value。如果值为 rejected，则存在一个 reason。

Promise.allSettled = function(promiseArr) {return new Promise(function(resolve) {
    const length = promiseArr.length;
    const result = [];
    let count = 0;

    if (length === 0) {return resolve(result);
    } else {for (let item of promiseArr) {Promise.resolve(item).then((value) => {result[count++] = {status: 'fulfilled', value: value};
            if (count === length) {return resolve(result);
            }
        }, (reason) => {result[count++] = {status: 'rejected', reason: reason};
            if (count === length) {return resolve(result);
            }
        });
      }
    }
  });
}


// 应用 Promise.finally 实现
Promise.allSettled = function(promises) {
    // 也能够应用扩大运算符将 Iterator 转换成数组
    // const promiseArr = [...promises]
    const promiseArr = Array.from(promises)
    return new Promise(resolve => {const result = []
        const len = promiseArr.length;
        let count = len;
        if (len === 0) {return resolve(result);
        }
        for (let i = 0; i < len; i++) {promiseArr[i].then((value) => {result[i] = {status: 'fulfilled', value: value};
            }, (reason) => {result[i] = {status: 'rejected', reason: reason};
            }).finally(() => {if (!--count) {resolve(result);
                }
            });
        }
    });
}



// 应用 Promise.all 实现
Promise.allSettled = function(promises) {
    // 也能够应用扩大运算符将 Iterator 转换成数组
    // const promiseArr = [...promises]
    const promiseArr = Array.from(promises)
    return Promise.all(promiseArr.map(p => Promise.resolve(p).then(res => {return { status: 'fulfilled', value: res}
    }, error => {return { status: 'rejected', reason: error}
    })));
};
  • 残缺代码仓库

手写 Generator 函数

先来简略回顾下 Generator 的应用：

function* webCanteenGenerator() {
    yield '店小二儿，给我切两斤牛肉来';
    yield '再来十八碗酒';
    return '好酒！这酒有力量！';
}

var canteen = webCanteenGenerator();
canteen.next();
canteen.next();
canteen.next();
canteen.next();

// {value: "店小二儿，给我切两斤牛肉来", done: false}
// {value: "再来十八碗酒", done: false}
// {value: "好酒！这酒有力量！", done: true}
// {value: undefined, done: true}

// 简易版
// 定义生成器函数，入参是任意汇合
function webCanteenGenerator(list) {
    var index = 0;
    var len = list.length;
    return {
        // 定义 next 办法
        // 记录每次遍历地位，实现闭包，借助自在变量做迭代过程中的“游标”next: function() {
            var done = index >= len; // 如果索引还没有超出汇合长度，done 为 false
            var value = !done ? list[index++] : undefined; // 如果 done 为 false，则能够持续取值
            // 返回遍历是否结束的状态和以后值
            return {
                done: done,
                value: value
            }
        }
    }
}

var canteen = webCanteenGenerator(['路线千万条', '平安第一条', '行车不标准']);
canteen.next();
canteen.next();
canteen.next();

// {done: false, value: "路线千万条"}
// {done: false, value: "平安第一条"}
// {done: false, value: "行车不标准"}
// {done: true, value: undefined}
  • 残缺代码地址

手写 async/await

Generator 缺点：

  • 1. 函数内部无奈捕捉异样
  • 2. 多个 yield 会导致调试艰难

async 函数对 Generator 函数改良如下：

  • 1. 内置执行器
  • 2. 更好的语义
  • 3. 更广的适用性
  • 4. 返回值是 Promise

async/await 做的事件就是将 Generator 函数转换成 Promise，说白了，async 函数就是 Generator 函数的语法糖，await 命令就是外部 then 命令的语法糖。

const fetchData = (data) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000, data + 1))

const fetchResult = async function () {var result1 = await fetchData(1);
    var result2 = await fetchData(result1);
    var result3 = await fetchData(result2);
    console.log(result3);
}

fetchResult();

能够尝试通过 Babel 官网转换一下上述代码，能够看到其外围就是 _asyncToGenerator 办法。

咱们上面来实现它。

function asyncToGenerator(generatorFn) {
    // 将 Generator 函数包装成了一个新的匿名函数，调用这个匿名函数时返回一个 Promise
    return function() {
        // 生成迭代器，相当于执行 Generator 函数
        // 如下面三碗不过岗例子中的 var canteen = webCanteenGenerator()
        var gen = generatorFn.apply(this, arguments);
        return new Promise(function(resolve, reject) {
            // 利用 Generator 宰割代码片段，每一个 yield 用 Promise 包裹起来
            // 递归调用 Generator 函数对应的迭代器，当迭代器执行实现时执行以后的 Promise，失败时则回绝 Promise
            function step(key, arg) {
                try {var info = gen[key](arg);
                    var value = info.value;
                } catch (error) {reject(error);
                    return;
                }

                if (info.done) {
                    // 递归终止条件，实现了就 resolve
                    resolve(value);
                } else {return Promise.resolve(value).then(function(value) {step('next', value);
                    }, function(err) {step('throw', err);
                    });
                }
            }
            return step('next');
        });
    }
}
  • 残缺代码地址

好了，本文到这里就告一段落，如果上述代码你发现有问题的中央，能够在评论区留言，一起探讨学习。

一些参考资源

  • 前端高手进阶(朱德龙)
  • JavaScript 设计模式外围原理与利用实际(修言)
  • ES6 系列之 Babel 将 Async 编译成了什么样子
  • 艰深通俗的了解 Promise 中的 then
  • 手写 async await 的最简实现（20 行）

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正文完
promise
发表至： promise
2020-12-19
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关于promise:每日一题面试官问你对Promise的理解可能是需要你能手动实现各个特性
关于promise:手写Promise-实例方法catchfinally
关于promise:PromiseA规范
关于promise:Promise使用