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前言
[实践系列] 主要是让我们通过实践去加深对一些原理的理解。
实践系列 - 前端路由
实践系列 -Babel 原理
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什么是 Promise ?
Promise 是 JS 异步编程中的重要概念，异步抽象处理对象，是目前比较流行 Javascript 异步编程解决方案之一
Promises/A+ 规范
为实现者提供一个健全的、可互操作的 JavaScript promise 的开放标准。
术语
解决 (fulfill) : 指一个 promise 成功时进行的一系列操作，如状态的改变、回调的执行。虽然规范中用 fulfill 来表示解决，但在后世的 promise 实现多以 resolve 来指代之。
拒绝（reject) : 指一个 promise 失败时进行的一系列操作。
拒因 (reason) : 也就是拒绝原因，指在 promise 被拒绝时传递给拒绝回调的值。
终值（eventual value）: 所谓终值，指的是 promise 被解决时传递给解决回调的值，由于 promise 有一次性的特征，因此当这个值被传递时，标志着 promise 等待态的结束，故称之终值，有时也直接简称为值（value）。
Promise : promise 是一个拥有 then 方法的对象或函数，其行为符合本规范。
thenable : 是一个定义了 then 方法的对象或函数，文中译作“拥有 then 方法”。
异常（exception）: 是使用 throw 语句抛出的一个值。
基本要求
下面我们先来讲述 Promise/A+ 规范的几个基本要求。
1. Promise 的状态
一个 Promise 的当前状态必须是以下三种状态中的一种: 等待状态（Pending）执行状态（Fulfilled）和 拒绝状态（Rejected）。
const PENDING = ‘pending’;
const FULFILLED = ‘fulfilled’;
const REJECTED = ‘rejected’;
等待状态 (Pending)
处于等待态时，promise 需满足以下条件：
可以迁移至执行态或拒绝态
if (this.state === PENDING) {
this.state = FULFILLED || REJECTED；
}
执行状态 (Fulfilled)
处于执行态时，promise 需满足以下条件：
不能迁移至其他任何状态
必须拥有一个不可变的终值
this.value = value;
拒绝状态 (Rejected)
处于拒绝态时，promise 需满足以下条件：
不能迁移至其他任何状态
必须拥有一个不可变的据因
this.reason = reason;
这里的不可变指的是恒等（即可用 === 判断相等），而不是意味着更深层次的不可变（译者注：盖指当 value 或 reason 不是基本值时，只要求其引用地址相等，但属性值可被更改）
2. Then 方法
一个 promise 必须提供一个 then 方法以访问其当前值、终值和据因。
promise 的 then 方法接受两个参数：
promise.then(onFulfilled, onRejected)
参数可选
onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数。
如果 onFulfilled 不是函数，其必须被忽略
如果 onRejected 不是函数，其必须被忽略
onFulfilled 特性
如果 onFulfilled 是函数：
当 promise 执行结束后其必须被调用，其第一个参数为 promise 的终值
在 promise 执行结束前其不可被调用
其调用次数不可超过一次
onRejected 特性
如果 onRejected 是函数：
当 promise 被拒绝执行后其必须被调用，其第一个参数为 promise 的据因
在 promise 被拒绝执行前其不可被调用
其调用次数不可超过一次
调用时机
onFulfilled 和 onRejected 只有在执行环境堆栈仅包含平台代码时才可被调用 注 1
注 1 这里的平台代码指的是引擎、环境以及 promise 的实施代码。实践中要确保 onFulfilled 和 onRejected 方法异步执行，且应该在 then 方法被调用的那一轮事件循环之后的新执行栈中执行。
这个事件队列可以采用“宏任务（macro – task）”机制或者“微任务（micro – task）”机制来实现。
由于 promise 的实施代码本身就是平台代码（译者注：即都是 JavaScript），故代码自身在处理在处理程序时可能已经包含一个任务调度队列。
调用要求
onFulfilled 和 onRejected 必须被作为函数调用（即没有 this 值）
多次调用
then 方法可以被同一个 promise 调用多次
当 promise 成功执行时，所有 onFulfilled 需按照其注册顺序依次回调
当 promise 被拒绝执行时，所有的 onRejected 需按照其注册顺序依次回调
简易版实践
我们先通过实践一个简易版的 Promise 来消化一下上面 Promises/A+ 规范的基本要求。
首先
npm init
// 测试实现是否符合 promises/A+ 规范
npm install promises-aplus-tests -D
package.json
{
“name”: “ajpromise”,
“version”: “1.0.0”,
“description”: “”,
“main”: “index.js”,
“scripts”: {
“test”: “promises-aplus-tests ./simple.js”
},
“author”: “webfansplz”,
“license”: “MIT”,
“devDependencies”: {
“promises-aplus-tests”: “^2.1.2”
}
}
simple.js
//Promise 的三种状态 (满足要求 -> Promise 的状态)
const PENDING = ‘pending’;
const FULFILLED = ‘fulfilled’;
const REJECTED = ‘rejected’;
class AjPromise {
constructor(fn) {
// 当前状态
this.state = PENDING;
// 终值
this.value = null;
// 拒因
this.reason = null;
// 成功态回调队列
this.onFulfilledCallbacks = [];
// 拒绝态回调队列
this.onRejectedCallbacks = [];
// 成功态回调
const resolve = value => {
// 使用 macro-task 机制 (setTimeout), 确保 onFulfilled 异步执行, 且在 then 方法被调用的那一轮事件循环之后的新执行栈中执行。
setTimeout(() => {
if (this.state === PENDING) {
// pending(等待态) 迁移至 fulfilled(执行态), 保证调用次数不超过一次。
this.state = FULFILLED;
// 终值
this.value = value;
this.onFulfilledCallbacks.map(cb => {
this.value = cb(this.value);
});
}
});
};
// 拒绝态回调
const reject = reason => {
// 使用 macro-task 机制 (setTimeout), 确保 onRejected 异步执行, 且在 then 方法被调用的那一轮事件循环之后的新执行栈中执行。(满足要求 -> 调用时机)
setTimeout(() => {
if (this.state === PENDING) {
// pending(等待态) 迁移至 fulfilled(拒绝态), 保证调用次数不超过一次。
this.state = REJECTED;
// 拒因
this.reason = reason;
this.onRejectedCallbacks.map(cb => {
this.reason = cb(this.reason);
});
}
});
};
try {
// 执行 promise
fn(resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
}
then(onFulfilled, onRejected) {
typeof onFulfilled === ‘function’ && this.onFulfilledCallbacks.push(onFulfilled);
typeof onRejected === ‘function’ && this.onRejectedCallbacks.push(onRejected);
// 返回 this 支持 then 方法可以被同一个 promise 调用多次
return this;
}
}
就这样, 一个简单的 promise 就完成了.
new AjPromise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve(2);
}, 2000);
})
.then(res => {
console.log(res);
return res + 1;
})
.then(res => {
console.log(res);
});
//output
// delay 2s..
// 2
// 3
接下来，我们来看看我们的实现是否完全符合 promises/A+ 规范~
npm run test
GG, 测试用例只过了一小部分, 大部分飘红~
OK, 接下来, 我们来继续了解 promises/A+ 进一步的规范要求~
进一步要求
由于接下来的要求比较抽象和难理解, 所以我们将一步一步实践来加深理解。
1. 返回
1.then 方法必须返回一个 promise 对象
2. 如果 onFulfilled 或者 onRejected 返回一个值 x，则运行下面的 Promise 解决过程：[[Resolve]](promise2, x)
3. 如果 onFulfilled 或者 onRejected 抛出一个异常 e，则 promise2 必须拒绝执行，并返回拒因 e。
4. 如果 onFulfilled 不是函数且 promise1 成功执行，promise2 必须成功执行并返回相同的值。
5. 如果 onRejected 不是函数且 promise1 拒绝执行，promise2 必须拒绝执行并返回相同的据因。
6. 不论 promise1 被 reject 还是被 resolve 时 promise2 都会被 resolve，只有出现异常时才会被 rejected。
我们通过以上要求来一步一步完善 then 方法 1.
// 1. 首先,then 方法必须返回一个 promise 对象
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {}));
}
2.
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
// 2. 如果 onFulfilled 或者 onRejected 返回一个值 x，则运行下面的 Promise 解决过程：[[Resolve]](promise2, x)
this.onFulfilledCallbacks.push(value => {
let x = onFulfilled(value);
// 解决过程 resolvePromise
resolvePromise(newPromise, x);
});
this.onRejectedCallbacks.push(reason => {
let x = onRejected(reason);
// 解决过程 resolvePromise
resolvePromise(newPromise, x);
});
}));
}
// 解决过程
function resolvePromise() {
//…
}
3.
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
// 3. 如果 onFulfilled 或者 onRejected 抛出一个异常 e，则 promise2 必须拒绝执行，并返回拒因 e。
this.onFulfilledCallbacks.push(value => {
try {
let x = onFulfilled(value);
resolvePromise(newPromise, x);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
this.onRejectedCallbacks.push(reason => {
try {
let x = onRejected(reason);
resolvePromise(newPromise, x);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
4,5.
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
// 4. 如果 onFulfilled 不是函数且 promise1 成功执行，promise2 必须成功执行并返回相同的值。
onFulfilled = typeof onFulfilled === ‘function’ ? onFulfilled : value => value;
// 5. 如果 onRejected 不是函数且 promise1 拒绝执行，promise2 必须拒绝执行并返回相同的据因。
onRejected =
typeof onRejected === ‘function’
? onRejected
: reason => {
throw reason;
};
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
this.onFulfilledCallbacks.push(value => {
try {
let x = onFulfilled(value);
resolvePromise(newPromise, x);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
this.onRejectedCallbacks.push(reason => {
try {
let x = onRejected(reason);
resolvePromise(newPromise, x);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
6.
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
onFulfilled = typeof onFulfilled === ‘function’ ? onFulfilled : value => value;
onRejected =
typeof onRejected === ‘function’
? onRejected
: reason => {
throw reason;
};
// 2.2.6 规范 对于一个 promise，它的 then 方法可以调用多次.
// 当在其他程序中多次调用同一个 promise 的 then 时 由于之前状态已经为 FULFILLED / REJECTED 状态，则会走以下逻辑,
// 所以要确保为 FULFILLED / REJECTED 状态后 也要异步执行 onFulfilled / onRejected , 这里使用 setTimeout
// 6. 不论 promise1 被 reject 还是被 resolve 时 promise2 都会被 resolve，只有出现异常时才会被 rejected。
// 由于在接下来的解决过程中需要调用 resolve,reject 进行处理, 处理我们在调用处理过程时, 传入参数
if (this.state == FULFILLED) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
if (this.state == REJECTED) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
if (this.state === PENDING) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
this.onFulfilledCallbacks.push(value => {
try {
let x = onFulfilled(value);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
this.onRejectedCallbacks.push(reason => {
try {
let x = onRejected(reason);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
}
ok, 完整的 then 方法搞定了。相信通过以上实践, 你对返回要求已经有了更深的理解。
2. Promise 解决过程
Promise 解决过程是一个抽象的操作，其需输入一个 promise 和一个值，我们表示为 [[Resolve]](promise, x)，如果 x 有 then 方法且看上去像一个 Promise，解决程序即尝试使 promise 接受 x 的状态；否则其用 x 的值来执行 promise。这种 thenable 的特性使得 Promise 的实现更具有通用性：只要其暴露出一个遵循 Promise/A+ 协议的 then 方法即可；这同时也使遵循 Promise/A+ 规范的实现可以与那些不太规范但可用的实现能良好共存。
运行 [[Resolve]](promise, x) 需遵循以下步骤：
1。x 与 promise 相等
如果 promise 和 x 指向同一对象，以 TypeError 为据因拒绝执行 promise。
2。x 为 Promise
如果 x 为 Promise，则使 promise 接受 x 的状态。
如果 x 处于等待态，promise 需保持为等待态直至 x 被执行或拒绝。
如果 x 处于执行态，用相同的值执行 promise。
如果 x 处于拒绝态，用相同的据因拒绝 promise。
3。x 为对象或函数
如果 x 为对象或者函数：
把 x.then 赋值给 then。
如果取 x.then 的值时抛出错误 e，则以 e 为据因拒绝 promise。
如果 then 是函数，将 x 作为函数的作用域 this 调用之。传递两个回调函数作为参数，第一个参数叫做 resolvePromise，第二个参数叫做 rejectPromise:
如果 resolvePromise 以值 y 为参数被调用，则运行 [[Resolve]](promise, y)
如果 rejectPromise 以据因 r 为参数被调用，则以据因 r 拒绝 promise
如果 resolvePromise 和 rejectPromise 均被调用，或者被同一参数调用了多次，则优先采用首次调用并忽略剩下的调用
如果调用 then 方法抛出了异常 e：
如果 resolvePromise 或 rejectPromise 已经被调用，则忽略之
否则以 e 为据因拒绝 promise
如果 then 不是函数，以 x 为参数执行 promise
如果 x 不为对象或者函数，以 x 为参数执行 promise
如果一个 promise 被一个循环的 thenable 链中的对象解决，而 [[Resolve]](promise, thenable) 的递归性质又使得其被再次调用，根据上述的算法将会陷入无限递归之中。算法虽不强制要求，但也鼓励施者检测这样的递归是否存在，若检测到存在则以一个可识别的 TypeError 为据因来拒绝 promise。
1.x 与 promise 相等
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
//x 与 promise 相等
// 如果从 onFulfilled 中返回的 x 就是 promise2 就会导致循环引用报错
// 如果 promise 和 x 指向同一对象，以 TypeError 为据因拒绝执行 promise
if (x === promise2) {
reject(new TypeError(‘ 循环引用 ’));
}
}
2.x 为 Promise。
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
if (x === promise2) {
reject(new TypeError(‘ 循环引用 ’));
}
// x 为 Promise
else if (x instanceof AjPromise) {
// 如果 x 为 Promise，则使 promise 接受 x 的状态
// 如果 x 处于等待态，promise 需保持为等待态直至 x 被执行或拒绝
if (x.state === PENDING) {
x.then(
y => {
resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
},
reason => {
reject(reason);
}
);
} else {
// 如果 x 处于执行态，用相同的值执行 promise
// 如果 x 处于拒绝态，用相同的据因拒绝 promise
x.then(resolve, reject);
}
}
}
3.x 为对象或函数
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
if (x === promise2) {
reject(new TypeError(‘ 循环引用 ’));
}
if (x instanceof AjPromise) {
if (x.state === PENDING) {
x.then(
y => {
resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
},
reason => {
reject(reason);
}
);
} else {
x.then(resolve, reject);
}
} else if (x && (typeof x === ‘function’ || typeof x === ‘object’)) {
// 避免多次调用
let called = false;
try {
// 把 x.then 赋值给 then
let then = x.then;
if (typeof then === ‘function’) {
// 如果 then 是函数，将 x 作为函数的作用域 this 调用之。
// 传递两个回调函数作为参数，第一个参数叫做 resolvePromise，第二个参数叫做 rejectPromise
// 如果 resolvePromise 和 rejectPromise 均被调用，或者被同一参数调用了多次，则优先采用首次调用并忽略剩下的调用
then.call(
x,
// 如果 resolvePromise 以值 y 为参数被调用，则运行 [[Resolve]](promise, y)
y => {
if (called) return;
called = true;
resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
},
// 如果 rejectPromise 以据因 r 为参数被调用，则以据因 r 拒绝 promise
r => {
if (called) return;
called = true;
reject(r);
}
);
}else {
// 如果 then 不是函数，以 x 为参数执行 promise
resolve(x);
}
} catch (e) {
// 如果取 x.then 的值时抛出错误 e，则以 e 为据因拒绝 promise
// 如果调用 then 方法抛出了异常 e：
// 如果 resolvePromise 或 rejectPromise 已经被调用，则忽略之
// 否则以 e 为据因拒绝 promise
if (called) return;
called = true;
reject(e);
}
} else {
// 如果 x 不为对象或者函数，以 x 为参数执行 promise
resolve(x);
}
}
Ok~ 比较复杂的解决过程也让我们搞定了. 接下来我们整合下代码
Promises/A+ 规范 实践
const PENDING = ‘pending’;
const FULFILLED = ‘fulfilled’;
const REJECTED = ‘rejected’;
class AjPromise {
constructor(fn) {
this.state = PENDING;
this.value = null;
this.reason = null;
this.onFulfilledCallbacks = [];
this.onRejectedCallbacks = [];
const resolve = value => {
if (value instanceof Promise) {
return value.then(resolve, reject);
}
setTimeout(() => {
if (this.state === PENDING) {
this.state = FULFILLED;
this.value = value;
this.onFulfilledCallbacks.map(cb => {
cb = cb(this.value);
});
}
});
};
const reject = reason => {
setTimeout(() => {
if (this.state === PENDING) {
this.state = REJECTED;
this.reason = reason;
this.onRejectedCallbacks.map(cb => {
cb = cb(this.reason);
});
}
});
};
try {
fn(resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
}
then(onFulfilled, onRejected) {
let newPromise;
onFulfilled = typeof onFulfilled === ‘function’ ? onFulfilled : value => value;
onRejected =
typeof onRejected === ‘function’
? onRejected
: reason => {
throw reason;
};
if (this.state === FULFILLED) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onFulfilled(this.value);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
if (this.state === REJECTED) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
try {
let x = onRejected(this.reason);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
if (this.state === PENDING) {
return (newPromise = new AjPromise((resolve, reject) => {
this.onFulfilledCallbacks.push(value => {
try {
let x = onFulfilled(value);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
this.onRejectedCallbacks.push(reason => {
try {
let x = onRejected(reason);
resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
} catch (e) {
reject(e);
}
});
}));
}
}
}
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
if (x === promise2) {
reject(new TypeError(‘ 循环引用 ’));
}
if (x instanceof AjPromise) {
if (x.state === PENDING) {
x.then(
y => {
resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
},
reason => {
reject(reason);
}
);
} else {
x.then(resolve, reject);
}
} else if (x && (typeof x === ‘function’ || typeof x === ‘object’)) {
let called = false;
try {
let then = x.then;
if (typeof then === ‘function’) {
then.call(
x,
y => {
if (called) return;
called = true;
resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
},
r => {
if (called) return;
called = true;
reject(r);
}
);
} else {
resolve(x);
}
} catch (e) {
if (called) return;
called = true;
reject(e);
}
} else {
resolve(x);
}
}
AjPromise.deferred = function() {
let defer = {};
defer.promise = new AjPromise((resolve, reject) => {
defer.resolve = resolve;
defer.reject = reject;
});
return defer;
};
module.exports = AjPromise;
再来看看我们的实现是否符合 Promises/A+ 规范
npm run test
nice, 测试用例全部通过！
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参考文献
Promises/A+ 规范译文
Promise 详解与实现
