Promise 对象

Promise 的含义

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。

(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)、Resolved(已完成,又称 Fulfilled)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Resolved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。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。

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。

下面代码创造了一个Promise实例。

var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // ... some code

  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else {
    reject(error);
  }
});

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

promise.then(function(value) {
  // success
}, function(error) {
  // failure
});

下面是一个Promise对象的简单例子。

function timeout(ms) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(resolve, ms, 'done');
  });
}

timeout(100).then((value) => {
  console.log(value);
});

Promise新建后就会立即执行。

下面是异步加载图片的例子。

function loadImageAsync(url) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    var image = new Image();

    image.onload = function() {
      resolve(image);
    };

    image.onerror = function() {
      reject(new Error('Could not load image at ' + url));
    };

    image.src = url;
  });
}

下面是一个用Promise对象实现的Ajax操作的例子。

var getJSON = function(url) {
  var promise = new Promise(function(resolve, reject){
    var client = new XMLHttpRequest();
    client.open("GET", url);
    client.onreadystatechange = handler;
    client.responseType = "json";
    client.setRequestHeader("Accept", "application/json");
    client.send();

    function handler() {
      if (this.readyState !== 4) {
        return;
      }
      if (this.status === 200) {
        resolve(this.response);
      } else {
        reject(new Error(this.statusText));
      }
    };
  });

  return promise;
};

getJSON("/posts.json").then(function(json) {
  console.log('Contents: ' + json);
}, function(error) {
  console.error('出错了', error);
});

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
  // ...
});

var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
  // ...
  resolve(p1);
})

上面代码中,p1和p2都是Promise的实例,但是p2的resolve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。

var p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(() => reject(new Error('fail')), 3000)
})

var p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(() => resolve(p1), 1000)
})

p2
  .then(result => console.log(result))
  .catch(error => console.log(error))
// Error: fail

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。

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。

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。

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。

Promise.all()

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

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

p的状态由p1、p2、p3决定,分成两种情况。

(1)只有p1、p2、p3的状态都变成fulfilled,p的状态才会变成fulfilled,此时p1、p2、p3的返回值组成一个数组,传递给p的回调函数。

(2)只要p1、p2、p3之中有一个被rejected,p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。

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。

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

上面代码中,只要p1、p2、p3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.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。

Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))

(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);
  }
};
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。

var p = Promise.resolve('Hello');

p.then(function (s){
  console.log(s)
});
// Hello

(4)不带有任何参数

var p = Promise.resolve();

p.then(function () {
  // ...
});

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。

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。

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。

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。

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。

两个有用的附加方法

done()

Promise对象的回调链,不管以then方法或catch方法结尾,要是最后一个方法抛出错误,都有可能无法捕捉到(因为Promise内部的错误不会冒泡到全局)。因此,我们可以提供一个done方法,总是处于回调链的尾端,保证抛出任何可能出现的错误。

Promise.prototype.done = function (onFulfilled, onRejected) {
  this.then(onFulfilled, onRejected)
    .catch(function (reason) {
      // 抛出一个全局错误
      setTimeout(() => { throw reason }, 0);
    });
};

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。它与done方法的最大区别,它接受一个普通的回调函数作为参数,该函数不管怎样都必须执行。

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 })
  );
};

应用

加载图片

const preloadImage = function (path) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    var image = new Image();
    image.onload  = resolve;
    image.onerror = reject;
    image.src = path;
  });
};

Promise.try()

const f = () => console.log('now');
Promise.resolve().then(f);
console.log('next');
// next
// now

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。

const f = () => console.log('now');
(async () => f())();
console.log('next');
// now
// next

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。

const f = () => console.log('now');
Promise.try(f);
console.log('next');
// now
// next
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