面试题常客之-Promise
1. Promise是什么
Promise
是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案回调函数和事件更合理和更强大。简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promise
是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise
提供统一的 API
,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。
2. 解决的痛点
Promise
对象是 JavaScript
的异步操作解决方案,为异步操作提供统一接口。它起到代理作用(proxy
),充当异步操作与回调函数之间的中介,使得异步操作具备同步操作的接口。Promise
可以让异步操作写起来,就像在写同步操作的流程,而不必一层层地嵌套回调函数。
- 回调地狱,代码难以维护。
promise
可以支持多个并发的请求,获取并发请求中的数据。promise
可以解决可读性的问题,异步的嵌套带来的可读性的问题。promise
可以解决信任问题,对于回调过早、回调过晚或没有调用和回调次数太少或太多,由于promise
只能决议一次,决议值只能有一个,决议之后无法改变,任何then中的回调也只会被调用一次,所以这就保证了Promise
可以解决信任问题。
3. 其它解决方案
setTimeout
:缺点不精确,只是确保在一定时间后加入到任务队列,并不保证立马执行。只有执行引擎栈中的代码执行完毕,主线程才会去读取任务队列。- 事件监听:任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。
Generator
函数虽然将异步操作表示得很简洁,但是流程管理却不方便(即何时执行第一阶段、何时执行第二阶段),即如何实现自动化的流程管理。async
/await
终极解决方案,但是过多的使用容易造成性能降低,一般只用在必须要使用的地方。
4. Promise 原理
Promise
对象是一个代理对象(代理一个值),被代理的值在Promise
对象创建时可能是未知的。它允许你为异步操作的成功和失败分别绑定相应的处理方法(handlers)。 这让异步方法可以像同步方法那样返回值,但并不是立即返回最终执行结果,而是一个能代表未来出现的结果的promise
对象
一个 Promise
有以下几种状态:
pending
: 初始状态,既不是成功,也不是失败状态。fulfilled
: 意味着操作成功完成。rejected
: 意味着操作失败。
pending
状态的 Promise
对象可能会变为fulfilled 状态并传递一个值给相应的状态处理方法,也可能变为失败状态(rejected
)并传递失败信息。当其中任一种情况出现时,Promise
对象的 then
方法绑定的处理方法(handlers
)就会被调用(then
方法包含两个参数:onfulfilled
和 onrejected
,它们都是 Function
类型。当Promise
状态为fulfilled
时,调用 then
的 onfulfilled
方法,当Promise
状态为rejected
时,调用 then
的 onrejected
方法, 所以在异步操作的完成和绑定处理方法之间不存在竞争)。
因为 Promise.prototype.then
和 Promise.prototype.catch
方法返回promise
对象, 所以它们可以被链式调用。
5. Promise 创建
创建一个Promise
非常简单,使用 new 来调用 Promise 的构造器来进行实例化。
let promise =new Promise((resolve, reject)=>{
// 异步处理
// 处理结束后、调用resolve 或 reject
})
Promise
构造函数包含一个参数和一个带有 resolve
(解析)和 reject
(拒绝)两个参数的回调。在回调中执行一些操作(例如异步),如果一切都正常,则调用 resolve
,否则调用 reject
。
6. Promise 常用的方法
6.1 then
then
方法可以接受两个回调函数作为参数。
- 第一个回调函数是
Promise
对象的状态变为resolved
时调用。 - 第二个回调函数是
Promise
对象的状态变为rejected
时调用。
其中,第二个函数是可选的,不一定要提供。这两个函数都接受Promise
对象传出的值作为参数。
可以采用链式写法,例如:
getJSON("/posts.json").then(function(json) {
return json.post;
}).then(function(post) {
// ...
});
6.2 catch
指定发生错误时的回调函数。
Promise 内部的错误不会影响到 Promise 外部的代码,通俗的说法就是“Promise 会吃掉错误”。
一般来说,不要在
then()
方法里面定义 Reject 状态的回调函数(即then
的第二个参数),总是使用catch
方法。没有报错时,会跳过
catch()
const someAsyncThing = function() { return new Promise(function(resolve, reject) { var x = 2; resolve(x + 2); }); }; someAsyncThing() //没有报错时会跳过 .catch(function(error) { console.log("oh no", error); }) .then(function() { console.log("carry on"); });
6.3 resolve
有时需要将现有对象转为 Promise 对象,Promise.resolve()
方法就起到这个作用。
const jsPromise = Promise.resolve($.ajax('/whatever.json'));
上面代码将 jQuery 生成的deferred
对象,转为一个新的 Promise 对象。
Promise.resolve()
等价于下面的写法。
Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))
Promise.resolve
方法的参数分成四种情况。
(1)参数是一个 Promise 实例
如果参数是 Promise 实例,那么Promise.resolve
将不做任何修改、原封不动地返回这个实例。
(2)参数是一个thenable
对象
thenable
对象指的是具有then
方法的对象,比如下面这个对象。
let thenable = {
then: function(resolve, reject) {
resolve(42);
}
};
Promise.resolve
方法会将这个对象转为 Promise 对象,然后就立即执行thenable
对象的then
方法。
let thenable = {
then: function(resolve, reject) {
resolve(42);
}
};
let p1 = Promise.resolve(thenable);
p1.then(function(value) {
console.log(value); // 42
});
上面代码中,thenable
对象的then
方法执行后,对象p1
的状态就变为resolved
,从而立即执行最后那个then
方法指定的回调函数,输出 42。
(3)参数不是具有then
方法的对象,或根本就不是对象
如果参数是一个原始值,或者是一个不具有then
方法的对象,则Promise.resolve
方法返回一个新的 Promise 对象,状态为resolved
。
const p = Promise.resolve('Hello');
p.then(function (s){
console.log(s)
});
// Hello
上面代码生成一个新的 Promise 对象的实例p
。由于字符串Hello
不属于异步操作(判断方法是字符串对象不具有 then 方法),返回 Promise 实例的状态从一生成就是resolved
,所以回调函数会立即执行。Promise.resolve
方法的参数,会同时传给回调函数。
(4)不带有任何参数
Promise.resolve()
方法允许调用时不带参数,直接返回一个resolved
状态的 Promise 对象。
所以,如果希望得到一个 Promise 对象,比较方便的方法就是直接调用Promise.resolve()
方法。
const p = Promise.resolve();
p.then(function () {
// ...
});
上面代码的变量p
就是一个 Promise 对象。
需要注意的是,立即resolve()
的 Promise 对象,是在本轮“事件循环”(event loop)的结束时执行,而不是在下一轮“事件循环”的开始时。
setTimeout(function () {
console.log('three');
}, 0);
Promise.resolve().then(function () {
console.log('two');
});
console.log('one');
// one
// two
// three
上面代码中,setTimeout(fn, 0)
在下一轮“事件循环”开始时执行,Promise.resolve()
在本轮“事件循环”结束时执行,console.log('one')
则是立即执行,因此最先输出。
6.4 reject
Promise.reject(reason)
方法也会返回一个新的 Promise 实例,该实例的状态为rejected
。
const p = Promise.reject('出错了');
// 等同于
const p = new Promise((resolve, reject) => reject('出错了'))
p.then(null, function (s) {
console.log(s)
});
// 出错了
上面代码生成一个 Promise 对象的实例p
,状态为rejected
,回调函数会立即执行。
注意,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。这一点与Promise.resolve
方法不一致。
const thenable = {
then(resolve, reject) {
reject('出错了');
}
};
Promise.reject(thenable)
.catch(e => {
console.log(e === thenable)
})
// true
上面代码中,Promise.reject
方法的参数是一个thenable
对象,执行以后,后面catch
方法的参数不是reject
抛出的“出错了”这个字符串,而是thenable
对象。
6.5 all
- 将多个 Promise 实例,包装成一个新的 Promise 实例。
- 只有每个实例的状态都变成
fulfilled
,或者其中有一个变为rejected
,才会调用Promise.all
方法后面的回调函数。 - 如果作为参数的 Promise 实例,自己定义了
catch
方法,那么它一旦被rejected
,并不会触发Promise.all()
的catch
方法。
例如:
// 生成一个Promise对象的数组
const promises = [2, 3, 5, 7, 11, 13].map(function (id) {
return getJSON('/post/' + id + ".json");
});
Promise.all(promises).then(function (posts) {
// ...
}).catch(function(reason){
// ...
});
6.6 race
- 将多个
Promise
实例,包装成一个新的Promise
实例。 - 率先改变的
Promise
实例的返回值就传给P
的回调函数。
const p = Promise.race([p1, p2, p3]);
6.7 finally
ES9的标准,用于指定不管 Promise 对象最后状态如何,都会执行的操作。
finally
方法的回调函数不接受任何参数,这意味着没有办法知道,前面的 Promise 状态到底是fulfilled
还是rejected
。这表明,finally
方法里面的操作,应该是与状态无关的,不依赖于 Promise 的执行结果。
finally
本质上是then
方法的特例。
promise.finally(() => {
// 语句
});
// 等同于
promise.then(
result => {
// 语句
return result;
},
error => {
// 语句
throw error;
}
);
实现方法
Promise.prototype.finally = function (callback) {
let P = this.constructor;
return this.then(
value => P.resolve(callback()).then(() => value),
reason => P.resolve(callback()).then(() => { throw reason })
);
};
7. async,await
为了解决promise.then
过多导致代码可读性变差问题,在ES7中发布了async,await
。使用async,await
就可以将异步代码转换为同步代码。
async
就是将函数返回值使用Promise.resolve()
包裹了下,和then
中处理返回值一样,并且await
只能配套async
使用。await
就是generator
加上Promise
的语法糖,且内部实现了自动执行generator
。await
将异步代码改造成同步代码,如果多个异步操作没有依赖性而使用 await 会导致性能上的降低,所以不能滥用。
8. 总结
其实Promise
的原理并不算太复杂,但是理解起来有一定难度,一般来讲只要会用就可以了,如果有闲心的话再去研究。
但是Promise
是面试的时候的一个重点问题,所以还是建议多看看资料,其实这种原理性的问题,对于我来说,几天不看就忘记了…
9. 参考资料
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise
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