摘要:是什么在規范中,是一個類,它的構造函數接受一個函數。在這種情況下,是但處于狀態。與一起使用關鍵字會暫停執行一個函數,直到等待的變成狀態。此外,會一直等待調用直到下一個時序。
原文:Write Your Own Node.js Promise Library from Scratch作者:code_barbarian
Promise 已經是 JavaScript 中異步處理的基石,回調的場景將會越來越少,而且現在可以直接在 Node.js 使用 async/await。async/await 基于 Promise,因此需要了解 Promise 來掌握 async/await。這篇文章,將介紹如何編寫一個 Promise 庫,并演示如何使用 async/await。
Promise 是什么?在 ES6 規范中,Promise 是一個類,它的構造函數接受一個 executor 函數。Promise 類的實例有一個 then() 方法。根據規范,Promise 還有其他的一些屬性,但在這里可以暫時忽略,因為我們要實現的是一個精簡版的庫。下面是一個 MyPromise 類的腳手架:
class MyPromise { // `executor` 函數接受兩個參數,`resolve()` 和 `reject()` // 負責在異步操作成功(resolved)或者失敗(rejected)的時候調用 `resolve()` 或者 `reject()` constructor(executor) {} // 當 promise 的狀態是 fulfilled(完成)時調用 `onFulfilled` 方法, // 當 promise 的狀態是 rejected(失敗)時調用 `onRejected` 方法 // 到目前為止,可以認為 "fulfilled" 和 "resolved" 是一樣的 then(onFulfilled, onRejected) {} }
executor 函數需要兩個參數,resolve() 和 reject()。promise 是一個狀態機,包含三個狀態:
pending:初始狀態,既不是成功,也不是失敗狀態
fulfilled:意味著操作成功完成,返回結果值
rejected:意味著操作失敗,返回錯誤信息
這樣很容易就能實現 MyPromise 構造函數的初始版本:
constructor(executor) { if (typeof executor !== "function") { throw new Error("Executor must be a function") } // 初始狀態,$state 表示 promise 的當前狀態 // $chained 是當 promise 處在 settled 狀態時需要調用的函數數組 this.$state = "PENDING" this.$chained = [] // 為處理器函數實現 `resolve()` 和 `reject()` const resolve = res => { // 只要當 `resolve()` 或 `reject()` 被調用 // 這個 promise 對象就不再處于 pending 狀態,被稱為 settled 狀態 // 調用 `resolve()` 或 `reject()` 兩次,以及在 `resolve()` 之后調用 `reject()` 是無效的 if (this.$state !== "PENDING") { return } // 后面將會談到 fulfilled 和 resolved 之間存在細微差別 this.$state = "FULFILLED" this.$internalValue = res // If somebody called `.then()` while this promise was pending, need // to call their `onFulfilled()` function for (const { onFulfilled } of this.$chained) { onFulfilled(res) } } const reject = err => { if (this.$state !== "PENDING") { return } this.$state = "REJECTED" this.$internalValue = err for (const { onRejected } of this.$chained) { onRejected(err) } } // 如規范所言,調用處理器函數中的 `resolve()` 和 `reject()` try { // 如果處理器函數拋出一個同步錯誤,我們認為這是一個失敗狀態 // 需要注意的是,`resolve()` 和 `reject()` 只能被調用一次 executor(resolve, reject) } catch (err) { reject(err) } }
then() 函數的實現更簡單,它接受兩個參數,onFulfilled() 和 onRejected()。then() 函數必須確保 promise 在 fulfilled 時調用 onFulfilled(),在 rejected 時調用 onRejected()。如果 promise 已經 resolved 或 rejected,then() 函數會立即調用 onFulfilled() 或 onRejected()。如果 promise 仍處于 pending 狀態,就將函數推入 $chained 數組,因此后續 resolve() 和 reject() 函數仍然可以調用它們。
then(onFulfilled, onRejected) { if (this.$state === "FULFILLED") { onFulfilled(this.$internalValue) } else if (this.$state === "REJECTED") { onRejected(this.$internalValue) } else { this.$chained.push({ onFulfilled, onRejected }) } }
*除此之外:ES6 規范表示,如果在已經 resolved 或 rejected 的 promise 調用 .then(), 那么 onFulfilled() 或 onRejected() 將在下一個時序被調用。由于本文代碼只是一個教學示例而不是規范的精確實現,因此實現會忽略這些細節。
Promise 調用鏈上面的例子特意忽略了 promise 中最復雜也是最有用的部分:鏈式調用。如果 onFulfilled() 或者 onRejected() 函數返回一個 promise,則 then() 應該返回一個 “locked in” 的新 promise 以匹配這個 promise 的狀態。例如:
p = new MyPromise(resolve => { setTimeout(() => resolve("World"), 100) }) p .then(res => new MyPromise(resolve => resolve(`Hello, ${res}`))) // 在 100 ms 后打印 "Hello, World" .then(res => console.log(res))
下面是可以返回 promise 的 .then() 函數實現,這樣就可以進行鏈式調用。
then(onFulfilled, onRejected) { return new MyPromise((resolve, reject) => { // 確保在 `onFulfilled()` 和 `onRejected()` 的錯誤將導致返回的 promise 失敗(reject) const _onFulfilled = res => { try { // 如果 `onFulfilled()` 返回一個 promise, 確保 `resolve()` 能正確處理 resolve(onFulfilled(res)) } catch (err) { reject(err) } } const _onRejected = err => { try { reject(onRejected(err)) } catch (_err) { reject(_err) } } if (this.$state === "FULFILLED") { _onFulfilled(this.$internalValue) } else if (this.$state === "REJECTED") { _onRejected(this.$internalValue) } else { this.$chained.push({ onFulfilled: _onFulfilled, onRejected: _onRejected }) } }) }
現在 then() 返回一個 promise,但是還需要完成一些工作:如果 onFulfilled() 返回一個 promise,resolve() 要能夠正確處理。所以 resolve() 函數需要在 then() 遞歸調用,下面是更新后的 resolve() 函數:
const resolve = res => { // 只要當 `resolve()` 或 `reject()` 被調用 // 這個 promise 對象就不再處于 pending 狀態,被稱為 settled 狀態 // 調用 `resolve()` 或 `reject()` 兩次,以及在 `resolve()` 之后調用 `reject()` 是無效的 if (this.$state !== "PENDING") { return } // 如果 `res` 是 thenable(帶有then方法的對象) // 將鎖定 promise 來保持跟 thenable 的狀態一致 if (res !== null && typeof res.then === "function") { // 在這種情況下,這個 promise 是 resolved,但是仍處于 "PENDING" 狀態 // 這就是 ES6 規范中說的"一個 resolved 的 promise",可能處在 pending, fulfilled 或者 rejected 狀態 // http://www.ecma-international.org/ecma-262/6.0/#sec-promise-objects return res.then(resolve, reject) } this.$state = "FULFILLED" this.$internalValue = res // If somebody called `.then()` while this promise was pending, need // to call their `onFulfilled()` function for (const { onFulfilled } of this.$chained) { onFulfilled(res) } return res }
為了簡單起見,上面的例子省略了一旦 promise 被鎖定用以匹配另一個 promise 時,調用 resolve() 或者 reject() 是無效的關鍵細節。在上面的例子中,你可以 resolve() 一個 pending 的 promise ,然后拋出一個錯誤,然后 res.then(resolve, reject) 將會無效。這僅僅是一個例子,而不是 ES6 promise 規范的完全實現。
上面的代碼說明了 resolved 的 promise 和 fulfilled 的 promise 之間的區別。這種區別是微妙的,并且與 promise 鏈式調用有關。resolved 不是一種真正的 promise 狀態,但它是ES6規范中定義的術語。當對一個已經 resolved 的 promise 調用 resolve(),可能會發生以下兩件事之一:
在調用 resolve(v)時,如果 v 不是一個 promise ,那么 promise 立即成為 fulfilled。在這種簡單的情況下,resolved 和 fulfilled 就是一樣的。
在調用 resolve(v)時,如果 v 是另一個 promise,那么這個 promise 一直處于 pending 直到 v 調用 resolve 或者 reject。在這種情況下, promise 是 resolved 但處于 pending 狀態。
與 Async/Await 一起使用關鍵字 await 會暫停執行一個 async 函數,直到等待的 promise 變成 settled 狀態。現在我們已經有了一個簡單的自制 promise 庫,看看結合使用 async/await 中時會發生什么。向 then() 函數添加一個 console.log() 語句:
then(onFulfilled, onRejected) { console.log("Then", onFulfilled, onRejected, new Error().stack) return new MyPromise((resolve, reject) => { /* ... */ }) }
現在,我們來 await 一個 MyPromise 的實例,看看會發生什么。
run().catch(error => console.error(error.stack)) async function run() { const start = Date.now() await new MyPromise(resolve => setTimeout(() => resolve(), 100)) console.log("Elapsed time", Date.now() - start) }
注意上面的 .catch() 調用。catch() 函數是 ES6 promise 規范的核心部分。本文不會詳細講述它,因為 .catch(f) 相當于 .then(null, f),沒有什么特別的內容。
以下是輸出內容,注意 await 隱式調用 .then() 中的 onFulfilled() 和 onRejected() 函數,這是 V8 底層的 C++ 代碼(native code)。此外,await 會一直等待調用 .then() 直到下一個時序。
Then function () { [native code] } function () { [native code] } Error at MyPromise.then (/home/val/test/promise.js:63:50) at process._tickCallback (internal/process/next_tick.js:188:7) at Function.Module.runMain (module.js:686:11) at startup (bootstrap_node.js:187:16) at bootstrap_node.js:608:3 Elapsed time 102更多
async/await 是非常強大的特性,但掌握起來稍微有點困難,因為需要使用者了解 promise 的基本原則。 promise 有很多細節,例如捕獲處理器函數中的同步錯誤,以及 promise 一旦解決就無法改變狀態,這使得 async/await 成為可能。一旦對 promise 有了充分的理解,async/await 就會變得容易得多。
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