让我们再聊聊Promise的实现

摘要

关于 Promise 的实现网上已经有很多文章,最推荐的是这篇《史上最易读懂的 Promise/A+ 完全实现》。但其中then实现的部分代码中有些小问题。

在上述文章的基础上,本篇给出更全面的用例和代码,来尽可能阐述清楚一些看起来 “magic” 的做法。

所有代码(Promise 以及相关方法)的实现存放在 github.com/dongyuanxin/diy-promise。关于.all().race()等方法的实现,请见《手写 Promise 的相关方法》一文。

构造函数

promise 实例的状态和值

先来看一段超级简单的代码:

new Promise((resolve, reject) => {
    console.log("promise 1");
    resolve(1);
});

我们向 promise 构造函数中传入一个函数,这个函数的两个参数分别是:resolvereject。显然,这两个参数本身也是函数。他们的作用就是改变 promise 实例的状态,resolve 是pending -> resolved,reject 是pending -> rejected

除此之外,输出了promise 1,说明 promise 构造函数是立即执行的。

请看下面这段代码:

new Promise((resolve, reject) => {
    reject(new Error("emypty"));
}).then(
    value => console.log("value is", value),
    error => console.log("error.message is", error.message)
);
// output: error.message is emypty

我们知道每个 promise 实例中,都有一个值(姑且称为 value)。当状态变为 resolved 时候,值就是传给 resolve()的参数;如果状态变为 rejected 时候,值就是传给 reject()的参数。也就是说,实例的值在状态改变的时候才会有意义,并且不会再被改变(因为状态只能变化一次)。

代码实现

下面,实现一个 promise 的构造函数。为了方便解释,关于 resolve 和 reject 的实现,放在下一节。

// 3中状态
const STATUS_PENDING = Symbol("pending");
const STATUS_RESOLVED = Symbol("resolved");
const STATUS_REJECTED = Symbol("rejected");

function MyPromise(executor) {
    const that = this;
    that.data = null;
    that.status = STATUS_PENDING;

    // TODO: 下一节解释,promise实例的回调函数集
    that.onResolvedCallback = [];
    that.onRejectedCallback = [];

    function resolve(value) {
        // TODO: 下一节实现
    }

    function reject(error) {
        // TODO: 下一节实现
    }

    try {
        // 默认是交给参数传入的回调函数来执行状态的变更
        executor(resolve, reject);
    } catch (error) {
        // 如果回调函数的执行发生错误,抛出异常
        // promise会“主动”扭转状态
        reject(error);
    }
}

resolve 和 reject 实现

resolve 和 reject 的实现相似,这里以 resolve 为例讲解。

上一节的例子中已经提到,resolve 的两个作用就是:

  • 改变 promise 状态
  • 更新 promise 的值

那么,根据逻辑,可以写出如下代码(当然,它是不完善的):

function resolve(value) {
    // 防止使用者先调用 reject,再调用resolve
    if (that.status !== STATUS_PENDING) {
        return;
    }

    that.data = value;
    that.status = STATUS_RESOLVED;
}

上一节的代码例子中,我们传给构造函数的参数,都不包含异步执行逻辑。如果包含异步执行,如下面的例子:

new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => resolve(1), 1000);
}).then(value => console.log("value is", value));

promise 实例的状态,在 1s 之后才会被扭转为 resolved。那么,此时传给.then的逻辑不应该执行,而是保存下来,等到状态扭转后再执行。因此,我们在 promise 的构造函数中用onResolvedCallback数组来保存 resolve 的回调函数集。

一个更完善的 resolve 实现:

function resolve(value) {
    if (that.status !== STATUS_PENDING) {
        return;
    }

    that.data = value;
    that.status = STATUS_RESOLVED;
    for (let callback of that.onResolvedCallback) {
        // 这里that指的是指向promise实例的指针
        callback(that.data);
    }
}

同理,reject 的实现我们也可以写出来:

function reject(error) {
    if (that.status !== STATUS_PENDING) {
        return;
    }

    that.data = error;
    that.status = STATUS_REJECTED;
    for (let callback of that.onRejectedCallback) {
        callback(that.data);
    }
}

.then 的实现

根据Promsie/A+规范.then方法返回一个新的 promise 实例。

根据 Promise 的 TS 类型提示,它接受两个函数参数:onfulfilledonrejected。分别在 promise 实例的状态变为resolvedrejected时候调用。同时,它们是可选参数,意味着需要手动处理非函数类型的情况。

MyPromise.prototype.then = function(onfulfilled, onrejected) {
    const that = this;

    onfulfilled =
        typeof onfulfilled === "function"
            ? onfulfilled
            : function(v) {
                  return v; // 用于连续调用.then时,不传入onfulfilled情况下,借助“值穿透”来保证正常执行
              };
    onrejected =
        typeof onrejected === "function"
            ? onrejected
            : function(reason) {
                  throw reason; // 如上同理,值穿透
              };

    if (that.status === STATUS_RESOLVED) {
        // TODO1
    }

    if (that.status === STATUS_REJECTED) {
        // TODO2
    }

    if (that.status === STATUS_PENDING) {
        // TODO3
    }
};

TODO1:状态为 resolved 时

promise 状态变为 resolved,说明要执行.then的第一个 onfulfilled 函数参数,并且将 promise 的值作为参数传入 onfulfilled。

为了方便说明,.then()返回的 Promise 实例是 promise2,onfulfilled 函数返回值是 value。

  1. 如果 value 不是 promise 类型,那么 promise2 的状态则更新为 resolved。
  2. 如果 value 是 Promise 类型,那么调用 value 上的then()方法,来扭转状态,并且传入 promise2 构造函数的 resolve 和 reject,扭转 promise2

基于以上理解,可以写出 TODO1 的一版代码:

const promise2 = new MyPromise((resolve, reject) => {
    try {
        const value = onfulfilled(that.data);
        if (value instanceof MyPromise) {
            value.then(resolve, reject);
        }
        resolve(value);
    } catch (error) {
        reject(error);
    }
});
return promise2;

请注意value.then(resolve, reject);这一句,由于没有else分之,会有人有疑问:这样可能会调用 2 次 promise2 的构造函数的 resolve?但其实这个担心是多余的,根据第一节封装的 resolve 逻辑,其内部会检查 promise 状态,不会多次重复。

这也是《史上最易读懂的 Promise/A+ 完全实现》文中的一个实现。但是,它还是有问题!这个问题比较难发现。

假设我们这样封装了,来看一下下面这段代码:

new MyPromise((resolve, reject) => {
    resolve(1);
})
    .then(value => {
        return new MyPromise(resolve => {
            setTimeout(() => {
                resolve(value + 1);
            }, 1000);
        });
    })
    .then(value => {
        console.log("final value is", value);
    });

理想情况下,它的输出应该是:

final value is 2

但其实它的输出是:

final value is MyPromise {
  data: null,
  status: Symbol(pending),
  onResolvedCallback: [ [Function] ],
  onRejectedCallback: [ [Function] ] }

问题就出现在前面没有else分支。虽然value.then(resolve, reject)和紧随其后resolve(value);语句,由于function resolve()有状态判断,不会调用两次。但如果在.then()返回的 promise2 实例的构造函数中,异步执行了状态扭转,那么,promise2 的状态就不是 resolved,而是 pending。此时,不会执行 TODO1 逻辑中的value.then(resolve, reject),而是执行紧随其后resolve(value);语句。

因此,这就相当于直接将 value 传给了下一个.then()。所以,正确的 TODO1 的逻辑是:

const promise2 = new MyPromise((resolve, reject) => {
    try {
        const value = onfulfilled(that.data);
        if (value instanceof MyPromise) {
            value.then(resolve, reject);
        } else {
            resolve(value);
        }
    } catch (error) {
        reject(error);
    }
});

return promise2;

TODO2:状态为 rejected 时

在封装前,我们来看下真正的 promise 的行为:

new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(2 / abc);
})
    .then(
        value => {
            console.log("value is", value);
        },
        error => {
            console.log("error is", error.message);
            return 1;
        }
    )
    .then(
        data => {
            console.log("data is", data);
        },
        error => {
            console.log("error2 is", error);
        }
    );
// output:
// error is abc is not defined
// data is 1

可以看到,在第一个then中捕获了错误,并且进行处理。此时调用并没有终止,而是将返回值给了第二个then

那如果在then中的错误处理函数,本身抛出了错误,会怎么样?

new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(2 / abc); // reject
})
    .then(null, error => {
        console.log("error is", 1 / abc); // throw error
        return 1;
    })
    .then(null, error => {
        console.log("error2 is", error);
    });
// output: error2 is abc is not defined

可以看到,第一个then错误处理函数抛出错误,传给了第二个then来处理。

以上的两个例子说明,TODO2 的实现和 TODO1 的类似,TODO2 逻辑的实现代码如下:

return new MyPromise((resolve, reject) => {
    try {
        const value = onrejected(that.data);
        if (value instanceof MyPromise) {
            value.then(resolve, reject);
        } else {
            resolve(error);
        }
    } catch (error) {
        reject(error);
    }
});

TODO3:状态为 pending 时

如果传给构造函数是个异步函数,那么实例的状态可能没有“来得及”变化,依然为pending

还记得前面在编写构造函数的时候,留空的回调函数集吗?现在就派上用场了。这里将onfulfilledonrejected这两种逻辑,分别放入onResolvedCallbackonRejectedCallback回调函数集中。

代码逻辑和 TODO1、TODO2 部分相似。

return new MyPromise((resolve, reject) => {
    that.onResolvedCallback.push(function() {
        try {
            const value = onfulfilled(that.data);
            if (value instanceof MyPromise) {
                value.then(resolve, reject);
            } else {
                resolve(value);
            }
        } catch (error) {
            reject(error);
        }
    });

    that.onRejectedCallback.push(function() {
        try {
            if (value instanceof MyPromise) {
                value.then(resolve, reject);
            } else {
                resolve(value);
            }
        } catch (error) {
            reject(error);
        }
    });
});

.catch 的实现

Promise 只有.then()方法。.catch()then()相比,少了onfulfilled参数。

MyPromise.prototype.catch = function(onrejected) {
    return this.then(null, onrejected);
};

参考

扫描下方二维码,回复「博客文章」获取解锁验证码

步骤:打开微信 => 扫描二维码 => 关注「心谭博客」公众号 => 发送「博客文章」即可解锁博客全部文章

输入验证码:

评论

Your browser is out-of-date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×