Promise实现的基本原理(二)

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前言

距离我上次写的那篇Promise实现的基本原理(一)有十几天了(太懒了),这篇我想写Promise是如何实现串联调用then,解决回调地狱的。虽然说《深入理解ES6》这本书把Promise用法讲得很详细,但是自己理解起来还是有很多疑问(我好想上一篇也是这么说的)。

参考链接:JavaScript Promises ... In Wicked Detail

github上的完整实现:Bare bones Promises/A+ implementation

一、Promise可能会出现的异步情况

情况一:对resolve的调用是异步的

new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('resolve')
    console.log('Promise setTimeout')
  }, 1000)
}).then(result => {
  // 这个箭头函数我们叫 fn1
  console.log(result)
}, error => {
  // 这个箭头函数我们叫 fn2
  console.log(error)
})

情况二:对then的调用是异步的

let p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve('resolve')
  console.log('Promise setTimeout')
})

setTimeout(() => {
  p1.then(result => {
    // 这个箭头函数我们叫 fn1
    console.log(result)
  }, error => {
    // 这个箭头函数我们叫 fn2
    console.log(error)
  })
}, 1000)

情况三:调用resolve和调用then都是异步的

let p2 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('resolve')
    console.log('Promise setTimeout')
  }, 1000)
})

setTimeout(() => {
  p2.then(result => {
    // 这个箭头函数我们叫 fn1
    console.log(result)
  }, error => {
    // 这个箭头函数我们叫 fn2
    console.log(error)
  })
}, 1000)

第三种情况是前两种情况的结合,如果第一个setTimeout时间比第二个setTimeout时间长,那就是第一种情况;如果第二个setTimeout比第一个setTimeout的时间长,那就是第二种情况。了解event-loop的同学看着几种情况应该比较清晰,不了解的同学就看我下面的分析。

二、Promise三种状态是如何工作的

我从《深入理解ES6》Promise那章截取了一下内容:

每个Promise都会经历一个短暂的生命周期:先是处于进行中(padding)的状态,此时操作尚未完成,所以他也是未处理(unsettled)的;一旦异步操作执行结束,Promise则变为已处理(settled)的状态,操作结束后Promise可能会进入到以下两个状态的其中一个:

  • Fulfilled Promise 异步操作成功完成
  • Rejected 由于程序错误或者一些其他原因,Promise 异步操作未能成功完成

Promise的内部属性[[PromiseState]]被用来表示Promise的3中状态:"pedding""fulfilled""rejected"

实现代码:

function Promise(fn) {
  var state = 'pending';            // 初始状态为padding
  var value;                        // Promise处于被处理状态下保存下来的值
  var deferred = null;              // 延期执行函数(现在还看不出来它是函数)

  /**
   * 异步操作成功完成回调函数
   * 在new Promise的时候被调用的(不清楚为什么的可以看上一篇博客)
   */
  function resolve(newValue) {   
    // 如果在then的回调函数里面返回了一个Promise
    if(newValue && typeof newValue.then === 'function') {
      // 将这个Promise的then的两个回调参数的引用指向Promise的resolve和reject
      newValue.then(resolve, reject);   
      return;
    }
    
    // 如果传进来的不是Promise
    state = 'resolved';             // 将Promise的状态改成resolved(fulfilled)
    value = newValue;               // 保存return过来的值

    if(deferred) {                  // 判断是否存在传进来的回调函数
      handle(deferred);             // 如果有,将我们传进来的回调函数交给handle
    }                               //(不清楚为什么的可以看上一篇博客)
  }

  /**
   * 异步操作失败/被拒绝回调函数
   * 在 new Promise 的时候被调用的
   */
  function reject(reason) {         
    state = 'rejected';             // 将Promise的状态改成rejected
    value = reason;                 // 保存我们传进来的被拒绝原因

    if(deferred) {                  // 和 resolve同理
      handle(deferred);             
    }
  }

  function handle(handler) {
    // handle被调用了,但是此时promise的状态还是处于出事的未处理状态
    if(state === 'pending') {
      deferred = handler;           // 就将handler的引用先保存下来
      return;                       // 不执行下面的代码
    }
    
    var handlerCallback;            // Promise处理完成的状态只能是一种(fulfilled/rejected),所以用同一个变量保存回调的引用

    if(state === 'resolved') {      // 如果已经成功处理(fulfilled)
      handlerCallback = handler.onResolved;     // 引用是处理成功回调的引用
    } else {
      handlerCallback = handler.onRejected;     // 如果不是,引用是处理失败回调的引用
    }

    if(!handlerCallback) {          // 如果在调用then的时候没有给then传回调函数,即上一个if语句保存下来的引用是undefined的
      if(state === 'resolved') {    // 如果状态已经是resolved(fulfilled)的
        handler.resolve(value);     // 就调用hander的resolved(下一个then传入的成功回调函数)
      } else {
        handler.reject(value);      // 否则,调用handler的reject(下一个then传入的第二个参数,即失败回调函数)
      }
      return;                       // 不执行下面的语句
    }
    
    // 如果本次调用的then有传入回调函数
    var ret = handlerCallback(value);   
    handler.resolve(ret);           // 就给
  }

  this.then = function(onResolved, onRejected) {
    return new Promise(function fn3 (resolve, reject) {  // then 返回一Promise
      // 返回的Promise把then传进来的两个回调和本省的两个回调都丢给handle处理
      handle({                                      
        onResolved: onResolved,
        onRejected: onRejected,
        resolve: resolve,
        reject: reject
      });
    });
  };

  fn(resolve, reject);
}

回调函数引用分析:

fn函数的引用在上一篇已经分析过了,这一片重点分析在then中返回Promise给handle函数传过去的对象属性引用

  • onResolved: 在我们用Promise对象调用then的时候传过来的第一个参数 fn1 (我在注释里给了个名字好区分,就不像第一篇那样一个一个拆出来了,有点懒)。
  • onReject: 在我们用Promise对象调用then的时候传过来的第二个参数fn2。
  • resolve: then返回的Promise对象传过去的fn3, 当fn3被调用时Promise传给它的第一个参数就是resolve的引用,所以resolve (这是key) 的引用是Promise的内部函数resolve (这是function)。当然,每一次new Promise都会是一个新的对象,所以内部的resolve的引用也是不一样的。
  • rejectrejectresolve同理,指向Promise内部函数reject

handle函数分析

1、handle参数分析

handle函数的调用还是在用户调用then的时候调用,只不过这次then函数返回了一个Promise,给handle函数传入的值既保留了本次调用then传入的两个回调函数的引用,也保留了新的Promise的回调函数引用。

2、结合三种状态分析

   (1)"pending"状态:

    当调用handle函数时Promise处于padding对应的情况是情况一,此时用户创建了Promise对象后立即调用了then函数,但resolve还没有被处理,所以Promise状态没有改变,then的回调函数需要等待resolve被处理了才可以执行。所以当padding状态的时候,将handler这个参数交给deferred暂存。

   (2)"resolved"/rejected状态:

    一秒后,resolve回调函数被调用了(关于resolve的指向可以看第一篇),Promisestate被置为"resolved"了,然后只要deferred有指向,就再一次交给handle函数处理一次。

    此时Promise的状态是"resolved",将handlerCallback的引用指向fn1,又将handleCallback返回的值保存在了ret中,同时又传给then返回的Promiseresolve,让返回的Promise处于已处理状态(只有当resolve被执行了,then的回调函数才会执行,才能够实现then的无限串联调用),也就是一下这种情况:

let p = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(42)
})

p.then().then().then(result => {
    console.log(result)   // 控制台输出42
})

三、如何实现then的串联使用

上面那一点其实就可以看出,Promise是通过在then函数里面返回了一个Promise,实现了Promisethen的串联使用。但上面的那情况并没有真正体现Promise的作用,请看以下代码:

new Promise((resolve, result) => {  // Promise1
  resolve(1)
}).then(result => { // Promise1的then
  console.log(result)   // 1
  return new Promise((resolve, reject) => { // Promise3
    resolve(2)
  })
}) // 此处得到Promise2
.then(result => { // Promise2的then
  console.log(result)   // 2
  return 3
}) // 此处得到Promise4
.then(result => { // Promise4的then
  console.log(result)   // 3
}) // 此处得到Promise5

在实现代码里面可以看到then时返回了一个新的Promise的,然后再看上面的代码,在调用then的第一个回调函数回调的时候,我们给他返回了一个参数,一种是Promise对象,一种是返回一个数值,到这里我的疑问是then内部返回的Promise是如何拿到这些值的,以下分析👆上面的代码

Promise个数分析

上面那段代码里里外外有5个Promise,先起个小名,分别是:

  • new的时候有一个 —— Promise1
  • Promise1的then内部返回了一个 —— Promise2
  • Promise1的then的第一个回调函数返回了一个 —— Promise3
  • Promise2的then内部返回了一个 —— Promise4
  • Promise4的then内部返回了一个 —— Promise5

1、Promise1:

handler参数四个属性指向:

  • onResolved: Promise1的then的第一个参数(回调函数)
  • onRejected: Promise1的then的第二个参数(回调函数)
  • resolve: Promise2的内部函数resolve
  • reject: Promise2的内部函数reject

Promise1当前的状态是"resolved"

then被调用,所以handle被调用blablabla~

handleCallback指向handler.onResolved

各种判断赋值后到了handle的最后两行,此时ret接收到handleCallback返回的值,然后这个值是Promise3。接着调用了handle.resolve,并且给它传了ret,而handle.resolve指向的是Promise2的resolve,所以接下来就跳到Promise2了。

2、Promise2:

handler参数四个属性指向:

  • onResolved: Promise2的内部函数resolve
  • onRejected: Promise2的内部函数reject
  • resolve: Promise4的内部函数resolve
  • reject: Promise4的内部函数reject

Promise2的resolve在Promise1的handle函数的最后一条语句被调用,并且传入的ret是一个Promise(Promise3)

所以Promise2的resolve函数中的第一个语句成立,但Promise2的状态不改变,newValue指向的是Promise3,需要等待Promise3被处理。

接着Promise3的then被调用,所以接下要调到Promise3了。

3、Promise3

handler参数四个属性指向:

  • onResolved: Promise2的内部函数resolve
  • onRejected: Promise2的内部函数reject
  • resolve: Promise3的then返回的Promise的内部函数resolve(在当前例子不是很重要,忽略)
  • reject: Promise3的then返回的Promise的内部函数reject(在当前例子不是很重要,忽略)

在Promise2调用Promise3的then的时候,Promise3的状态未知,但不管怎样,只要Promise的状态改变了,就会调用一次handle函数。

某个时刻Promise3的状态变为了"resolved"/"rejected"或者在Promise2调用它的时候就已经是"resolved"/"rejected"状态

还是到handle函数的最后两行,和Promise1的一样,handler.onResolved会被执行,并且把Promise3的resolve回调时得到的值value传给Promise2的内部函数resolve,Promise2变为了"resolved"状态,并且的到了Promise3被处理后的value

Promise3此时的任务已经完成了,被处理了,并且把得到的value传给了Promise2,拜拜👋。

4、回到Promise2

handler参数四个属性的指向还是和之前一样,在Promise3被处理之后,Promise2的状态也会跟着Promise3的状态变化,并且拿到了Promise3的value,所以先在Promise2的value是2

Promise2状态变为已处理之后,不管什么时候调用thenthen的两个回调函数其中一个会被回调,所以Promise的这种处理,会让我这种菜🐔觉得then的回调函数里面returnPromise是变成了thenreturn,但其实Promise做的事情只是保存值而已。

5、Promise4

Promise4的handler参数属性指向其实和Promise2是差不多的,和Promise2不同的是:ret的到不是一个Promise,而是一个具体的值。也就是说newValue = 3,newValue不是Promise就好办了,把状态改成"resolved",保存一下return过来的值,其他和最开始的Promise处理方式一样,完事。

总结

Promise能够串联调用then,还是保存值和各种引用的转换,Promise大法好!