Promise 对象

Promise 对象

九月 1, 2019 阅读 8 字数 10005 评论 0 喜欢 0

Promise 的含义

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。它由社区最早提出和实现,ES6 将其写进了语言标准,统一了用法,原生提供了Promise对象。

所谓Promise,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。

Promise对象有以下两个特点。

(1)对象的状态不受外界影响。Promise对象代表一个异步操作,有三种状态:pending(进行中)、fulfilled(已成功)和rejected(已失败)。只有异步操作的结果,可以决定当前是哪一种状态,任何其他操作都无法改变这个状态。这也是Promise这个名字的由来,它的英语意思就是“承诺”,表示其他手段无法改变。

(2)一旦状态改变,就不会再变,任何时候都可以得到这个结果。Promise对象的状态改变,只有两种可能:从pending变为fulfilled和从pending变为rejected。只要这两种情况发生,状态就凝固了,不会再变了,会一直保持这个结果,这时就称为 resolved(已定型)。如果改变已经发生了,你再对Promise对象添加回调函数,也会立即得到这个结果。这与事件(Event)完全不同,事件的特点是,如果你错过了它,再去监听,是得不到结果的。

注意,为了行文方便,本章后面的resolved统一只指fulfilled状态,不包含rejected状态。

有了Promise对象,就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。此外,Promise对象提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。

Promise也有一些缺点。首先,无法取消Promise,一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。其次,如果不设置回调函数,Promise内部抛出的错误,不会反应到外部。第三,当处于pending状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)。

如果某些事件不断地反复发生,一般来说,使用 Stream 模式是比部署Promise更好的选择。

基本用法

ES6 规定,Promise对象是一个构造函数,用来生成Promise实例。

下面代码创造了一个Promise实例。

function(resolve, reject) 

Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是resolvereject。它们是两个函数,由 JavaScript 引擎提供,不用自己部署。

resolve函数的作用是,将Promise对象的状态从“未完成”变为“成功”(即从 pending 变为 resolved),在异步操作成功时调用,并将异步操作的结果,作为参数传递出去;reject函数的作用是,将Promise对象的状态从“未完成”变为“失败”(即从 pending 变为 rejected),在异步操作失败时调用,并将异步操作报出的错误,作为参数传递出去。

Promise实例生成以后,可以用then方法分别指定resolved状态和rejected状态的回调函数。

function(value) 

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。

下面是一个Promise对象的简单例子。

function timeout(ms) 

上面代码中,timeout方法返回一个Promise实例,表示一段时间以后才会发生的结果。过了指定的时间(ms参数)以后,Promise实例的状态变为resolved,就会触发then方法绑定的回调函数。

Promise 新建后就会立即执行。

function(resolve, reject) 

上面代码中,Promise 新建后立即执行,所以首先输出的是Promise。然后,then方法指定的回调函数,将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行,所以resolved最后输出。

下面是异步加载图片的例子。

function loadImageAsync(url) 

上面代码中,使用Promise包装了一个图片加载的异步操作。如果加载成功,就调用resolve方法,否则就调用reject方法。

下面是一个用Promise对象实现的 Ajax 操作的例子。

function(url) 

上面代码中,getJSON是对 XMLHttpRequest 对象的封装,用于发出一个针对 JSON 数据的 HTTP 请求,并且返回一个Promise对象。需要注意的是,在getJSON内部,resolve函数和reject函数调用时,都带有参数。

如果调用resolve函数和reject函数时带有参数,那么它们的参数会被传递给回调函数。reject函数的参数通常是Error对象的实例,表示抛出的错误;resolve函数的参数除了正常的值以外,还可能是另一个 Promise 实例,比如像下面这样。

function (resolve, reject) 

上面代码中,p1p2都是 Promise 的实例,但是p2resolve方法将p1作为参数,即一个异步操作的结果是返回另一个异步操作。

注意,这时p1的状态就会传递给p2,也就是说,p1的状态决定了p2的状态。如果p1的状态是pending,那么p2的回调函数就会等待p1的状态改变;如果p1的状态已经是resolved或者rejected,那么p2的回调函数将会立刻执行。

function (resolve, reject) 

上面代码中,p1是一个 Promise,3 秒之后变为rejectedp2的状态在 1 秒之后改变,resolve方法返回的是p1。由于p2返回的是另一个 Promise,导致p2自己的状态无效了,由p1的状态决定p2的状态。所以,后面的then语句都变成针对后者(p1)。又过了 2 秒,p1变为rejected,导致触发catch方法指定的回调函数。

注意,调用resolvereject并不会终结 Promise 的参数函数的执行。

(resolve, reject) =>

上面代码中,调用resolve(1)以后,后面的console.log(2)还是会执行,并且会首先打印出来。这是因为立即 resolved 的 Promise 是在本轮事件循环的末尾执行,总是晚于本轮循环的同步任务。

一般来说,调用resolvereject以后,Promise 的使命就完成了,后继操作应该放到then方法里面,而不应该直接写在resolvereject的后面。所以,最好在它们前面加上return语句,这样就不会有意外。

(resolve, reject) =>

Promise.prototype.then()

Promise 实例具有then方法,也就是说,then方法是定义在原型对象Promise.prototype上的。它的作用是为 Promise 实例添加状态改变时的回调函数。前面说过,then方法的第一个参数是resolved状态的回调函数,第二个参数(可选)是rejected状态的回调函数。

then方法返回的是一个新的Promise实例(注意,不是原来那个Promise实例)。因此可以采用链式写法,即then方法后面再调用另一个then方法。

function(json) 

上面的代码使用then方法,依次指定了两个回调函数。第一个回调函数完成以后,会将返回结果作为参数,传入第二个回调函数。

采用链式的then,可以指定一组按照次序调用的回调函数。这时,前一个回调函数,有可能返回的还是一个Promise对象(即有异步操作),这时后一个回调函数,就会等待该Promise对象的状态发生变化,才会被调用。

function(post) 

上面代码中,第一个then方法指定的回调函数,返回的是另一个Promise对象。这时,第二个then方法指定的回调函数,就会等待这个新的Promise对象状态发生变化。如果变为resolved,就调用funcA,如果状态变为rejected,就调用funcB

如果采用箭头函数,上面的代码可以写得更简洁。

post =>

Promise.prototype.catch()

Promise.prototype.catch方法是.then(null, rejection)的别名,用于指定发生错误时的回调函数。

function(posts) 

上面代码中,getJSON方法返回一个 Promise 对象,如果该对象状态变为resolved,则会调用then方法指定的回调函数;如果异步操作抛出错误,状态就会变为rejected,就会调用catch方法指定的回调函数,处理这个错误。另外,then方法指定的回调函数,如果运行中抛出错误,也会被catch方法捕获。

(val) =>

下面是一个例子。

function(resolve, reject) 

上面代码中,promise抛出一个错误,就被catch方法指定的回调函数捕获。注意,上面的写法与下面两种写法是等价的。

function(resolve, reject) 

比较上面两种写法,可以发现reject方法的作用,等同于抛出错误。

如果 Promise 状态已经变成resolved,再抛出错误是无效的。

function(resolve, reject) 

上面代码中,Promise 在resolve语句后面,再抛出错误,不会被捕获,等于没有抛出。因为 Promise 的状态一旦改变,就永久保持该状态,不会再变了。

Promise 对象的错误具有“冒泡”性质,会一直向后传递,直到被捕获为止。也就是说,错误总是会被下一个catch语句捕获。

function(post) 

上面代码中,一共有三个 Promise 对象:一个由getJSON产生,两个由then产生。它们之中任何一个抛出的错误,都会被最后一个catch捕获。

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。

function(data) 

上面代码中,第二种写法要好于第一种写法,理由是第二种写法可以捕获前面then方法执行中的错误,也更接近同步的写法(try/catch)。因此,建议总是使用catch方法,而不使用then方法的第二个参数。

跟传统的try/catch代码块不同的是,如果没有使用catch方法指定错误处理的回调函数,Promise 对象抛出的错误不会传递到外层代码,即不会有任何反应。

function() 

上面代码中,someAsyncThing函数产生的 Promise 对象,内部有语法错误。浏览器运行到这一行,会打印出错误提示ReferenceError: x is not defined,但是不会退出进程、终止脚本执行,2 秒之后还是会输出123。这就是说,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”。

这个脚本放在服务器执行,退出码就是0(即表示执行成功)。不过,Node 有一个unhandledRejection事件,专门监听未捕获的reject错误,上面的脚本会触发这个事件的监听函数,可以在监听函数里面抛出错误。

function (err, p) 

上面代码中,unhandledRejection事件的监听函数有两个参数,第一个是错误对象,第二个是报错的 Promise 实例,它可以用来了解发生错误的环境信息。

注意,Node 有计划在未来废除unhandledRejection事件。如果 Promise 内部有未捕获的错误,会直接终止进程,并且进程的退出码不为 0。

再看下面的例子。

function (resolve, reject) 

上面代码中,Promise 指定在下一轮“事件循环”再抛出错误。到了那个时候,Promise 的运行已经结束了,所以这个错误是在 Promise 函数体外抛出的,会冒泡到最外层,成了未捕获的错误。

一般总是建议,Promise 对象后面要跟catch方法,这样可以处理 Promise 内部发生的错误。catch方法返回的还是一个 Promise 对象,因此后面还可以接着调用then方法。

function() 

上面代码运行完catch方法指定的回调函数,会接着运行后面那个then方法指定的回调函数。如果没有报错,则会跳过catch方法。

function(error) 

上面的代码因为没有报错,跳过了catch方法,直接执行后面的then方法。此时,要是then方法里面报错,就与前面的catch无关了。

catch方法之中,还能再抛出错误。

function() 

上面代码中,catch方法抛出一个错误,因为后面没有别的catch方法了,导致这个错误不会被捕获,也不会传递到外层。如果改写一下,结果就不一样了。

function() 

上面代码中,第二个catch方法用来捕获前一个catch方法抛出的错误。

Promise.prototype.finally()

finally方法用于指定不管 Promise 对象最后状态如何,都会执行的操作。该方法是 ES2018 引入标准的。

result =>

上面代码中,不管promise最后的状态,在执行完thencatch指定的回调函数以后,都会执行finally方法指定的回调函数。

下面是一个例子,服务器使用 Promise 处理请求,然后使用finally方法关掉服务器。

function () 

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。

() =>

上面代码中,如果不使用finally方法,同样的语句需要为成功和失败两种情况各写一次。有了finally方法,则只需要写一次。

它的实现也很简单。

function (callback) 

上面代码中,不管前面的 Promise 是fulfilled还是rejected,都会执行回调函数callback

从上面的实现还可以看到,finally方法总是会返回原来的值。

() =>

Promise.all()

Promise.all方法用于将多个 Promise 实例,包装成一个新的 Promise 实例。


const p = Promise.all([p1, p2, p3]);

上面代码中,Promise.all方法接受一个数组作为参数,p1p2p3都是 Promise 实例,如果不是,就会先调用下面讲到的Promise.resolve方法,将参数转为 Promise 实例,再进一步处理。(Promise.all方法的参数可以不是数组,但必须具有 Iterator 接口,且返回的每个成员都是 Promise 实例。)

p的状态由p1p2p3决定,分成两种情况。

(1)只有p1p2p3的状态都变成fulfilledp的状态才会变成fulfilled,此时p1p2p3的返回值组成一个数组,传递给p的回调函数。

(2)只要p1p2p3之中有一个被rejectedp的状态就变成rejected,此时第一个被reject的实例的返回值,会传递给p的回调函数。

下面是一个具体的例子。

function (id) 

上面代码中,promises是包含 6 个 Promise 实例的数组,只有这 6 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。

下面是另一个例子。

([books, user]) =>

上面代码中,booksPromiseuserPromise是两个异步操作,只有等到它们的结果都返回了,才会触发pickTopRecommentations这个回调函数。

注意,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()catch方法。

(resolve, reject) =>

上面代码中,p1resolvedp2首先会rejected,但是p2有自己的catch方法,该方法返回的是一个新的 Promise 实例,p2指向的实际上是这个实例。该实例执行完catch方法后,也会变成resolved,导致Promise.all()方法参数里面的两个实例都会resolved,因此会调用then方法指定的回调函数,而不会调用catch方法指定的回调函数。

如果p2没有自己的catch方法,就会调用Promise.all()catch方法。

(resolve, reject) =>

Promise.race()

Promise.race方法同样是将多个 Promise 实例,包装成一个新的 Promise 实例。


const p = Promise.race([p1, p2, p3]);

上面代码中,只要p1p2p3之中有一个实例率先改变状态,p的状态就跟着改变。那个率先改变的 Promise 实例的返回值,就传递给p的回调函数。

Promise.race方法的参数与Promise.all方法一样,如果不是 Promise 实例,就会先调用下面讲到的Promise.resolve方法,将参数转为 Promise 实例,再进一步处理。

下面是一个例子,如果指定时间内没有获得结果,就将 Promise 的状态变为reject,否则变为resolve

function (resolve, reject) 

上面代码中,如果 5 秒之内fetch方法无法返回结果,变量p的状态就会变为rejected,从而触发catch方法指定的回调函数。

Promise.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。

resolve =>

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。

then

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。

then

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

function (s)

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。

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,而不是在下一轮“事件循环”的开始时。

function () 

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。

Promise.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

(resolve, reject) =>

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。

e =>

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。

应用

加载图片

我们可以将图片的加载写成一个Promise,一旦加载完成,Promise的状态就发生变化。

function (path) 

Generator 函数与 Promise 的结合

使用 Generator 函数管理流程,遇到异步操作的时候,通常返回一个Promise对象。

function getFoo () 

上面代码的 Generator 函数g之中,有一个异步操作getFoo,它返回的就是一个Promise对象。函数run用来处理这个Promise对象,并调用下一个next方法。

Promise.try()

实际开发中,经常遇到一种情况:不知道或者不想区分,函数f是同步函数还是异步操作,但是想用 Promise 来处理它。因为这样就可以不管f是否包含异步操作,都用then方法指定下一步流程,用catch方法处理f抛出的错误。一般就会采用下面的写法。


Promise.resolve().then(f)

上面的写法有一个缺点,就是如果f是同步函数,那么它会在本轮事件循环的末尾执行。

() =>

上面代码中,函数f是同步的,但是用 Promise 包装了以后,就变成异步执行了。

那么有没有一种方法,让同步函数同步执行,异步函数异步执行,并且让它们具有统一的 API 呢?回答是可以的,并且还有两种写法。第一种写法是用async函数来写。

() =>

上面代码中,第二行是一个立即执行的匿名函数,会立即执行里面的async函数,因此如果f是同步的,就会得到同步的结果;如果f是异步的,就可以用then指定下一步,就像下面的写法。


(async () => f())() .then(...)

需要注意的是,async () => f()会吃掉f()抛出的错误。所以,如果想捕获错误,要使用promise.catch方法。


(async () => f())() .then(...) .catch(...)

第二种写法是使用new Promise()

() =>

上面代码也是使用立即执行的匿名函数,执行new Promise()。这种情况下,同步函数也是同步执行的。

鉴于这是一个很常见的需求,所以现在有一个提案,提供Promise.try方法替代上面的写法。

() =>

事实上,Promise.try存在已久,Promise 库BluebirdQwhen,早就提供了这个方法。

由于Promise.try为所有操作提供了统一的处理机制,所以如果想用then方法管理流程,最好都用Promise.try包装一下。这样有许多好处,其中一点就是可以更好地管理异常。

function getUsername(userId) 

上面代码中,database.users.get()返回一个 Promise 对象,如果抛出异步错误,可以用catch方法捕获,就像下面这样写。

id

但是database.users.get()可能还会抛出同步错误(比如数据库连接错误,具体要看实现方法),这时你就不得不用try...catch去捕获。

id

上面这样的写法就很笨拙了,这时就可以统一用promise.catch()捕获所有同步和异步的错误。

id

事实上,Promise.try就是模拟try代码块,就像promise.catch模拟的是catch代码块。

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