一网打尽手写Promise,妈妈再也不用担心我的面试了!

导读

首先,让我们回顾一下Promise的定义,为了偷懒,就直接复制粘贴了: 可以看到,Promise是一个允许异步操作的代理,我更愿意简单点叫它"容器"。 在各大面试题中,手写Promise是一道高频题,笔者自己也遇到了好几次,同时其也涉及到事件循环 的有关知识,为了进一步强化大家对于其原理和事件循环中微任务队列 的关系,随将用比较长的篇幅着重介绍这些内容,并包含其PromiseLikeAwaitedtypescript的类型推断。 如果你想直接查看代码,请移步我的github仓库

微任务队列

或许你经常听到事件循环这一概念,除此之外还有JS是单线程的这一说法。首先,事件是JS的核心,JS为了实现异步操作,总是使用发布订阅的设计模式,也就是在无法事先确定任务 (代码中异步逻辑的部分,通常是函数,也叫回调函数),会使用队列 (通常是数组)等结构储存这些任务,待某个未来的时间点事件被触发时依次执行 (按进入队列的顺序),这个队列也叫任务队列 。在JS这个"单线程"中,异步任务存放在异步任务队列中,而异步任务又分为微任务宏任务 ,因此,JS单线程中的异步队列实际是微任务队列宏任务队列 的统称。但注意,前文的表述中"单线程"并不是说整个JS就是真的一个线程,在整个JS的宿主环境中(分别为web浏览器环境Node环境 )其实是有多个线程的,比如浏览器中还有GUI渲染线程http异步线程 等,Node环境还有编译线程垃圾回收线程 等。而单线程说的是执行JS代码的线程始终只有一个(除非Node环境中强制开启了子线程,process和child_process),这个线程也称为执行线程 ,也就是说,真正运行JS逻辑块的只有一个线程,哪怕是异步队列中的任务的逻辑块,也是在事件触发时(执行时机到达),从队列中取出,放入到执行线程中执行。因此,准确地描述是:绝大多数情况下,JS代码是通过唯一一个执行线程来执行的。 如果你想详细了解宏任务和微任务以及事件循环,可以阅读我的文章 从nextTick开始认识事件循环 - 掘金

queueMicroTask API

为了能够使得第三方库、polyfill等能够执行微任务,JS环境(浏览器和Node)暴露了全局的queueMicroTask接口,详细参考MDN。其可以将一个回调函数视为一个微任务加入到微任务队列中,就像:

javascript 复制代码
queueMicroTask(()=>{
  const name="task"
  console.log(name)
})

这也为下文中我们完整地实现手写Promise提供了可能。

Promise A+规范

在手写前,我们必须了解一下Promise A+规范,其为现如今各大主流浏览器实现Promise的一个规范和参考标准,因此我们要想自己实现Promise,也必须将其视为参考,并严格按照其规定实现。 首先,规定了一个promise实例(文中以大写的Promise表示统称、类和对象,以小写的promise表示Promise的实例)的状态一共为三类:pendingfulfilledrejected,要记忆的话,分别对应 谈恋爱结婚了分手了 三种结果。但与结婚了还可以分手不同,三种状态一经改变不可逆转,也不可以发生fulfilled到rejected和rejected到fulfilled的转变,其描述如下图所示。 如果你已经使用过Promise,你会发现刚好对应着我们实例化时,智能拿到执行器中的resolvereject两个回调函数,其刚好代表着Promise状态的仅有的两条转化路径。 其次,Promise A+规定了Promise.prototype.then方法接收onFulfilledonRejected两个回调作为函数参数,最终返回一个新的Promise实例(记为p2)。而onFulfilledonRejected这两个回调函数各自接收一个参数,valuereason,分别代表兑现(fulfilled)值和拒绝(rejected)理由,如同结婚时的彩礼嫁妆和分手时给的理由,这两个值又分别由实例化时的两个回调函数resolvereject分别传入。 也因为Promise.prototype.then方法返回了p2,因此我们平时使用的Promise能够支持链式调用,但每次链式后都会返回一个新的 Promise 实例

手写前分析

在我们正式手写前,我们先通过一张思维导图来看看整个Promise的结构和所具备的方法: 可以看到除了Promise A+的状态以及Promise.prototype.then方法,原型方法还有:Promise.prototype.catchPromise.prototype.finally,静态方法有:Promise.resolvePromise.rejectPromise.anyPromise.allSetteldPromise.racePromise.all。其中核心就是构造函数和Promise.prototype.then方法的实现,尤其是Promise.prototype.then方法,其它原型方法基本要依赖其实现。 除了思维导图之外,还需注意一点,由于Promise支持链式使用,链式时返回的都是一个新的Promise实例new,这就涉及了newP的状态将由上一个promise的状态或者内部回调函数的逻辑决定(相当于还没结婚呢就开始买车买房,这些承诺之间相互影响)。且我们使用Promise时,经常使用catch在这个Promise链中捕获之前reject的reason或者逻辑块中的异常,例如:

javascript 复制代码
Promise.reject(4).then((value)=>{
    console.log('p1 value',value)
    return value
}).then((value)=>{
    console.log('p2 value',value)
    return value
}).then((value)=>{
    console.log('p3 value',value)
    return value
}).catch((reason)=>{
    console.log(reason)
})

如果没有了catch,就会抛出异常:

也就是说,我们value或者reason会在链式中向下传递,直到被使用或者捕获(统称为拦截)。

手写构造器部分

为了充分理解构造器,手写采用ES6的class语法,但必须注意的是,class语法也只是原型链prototype的语法糖,底层是一致的,javascript中的class并不是严格意义中的面向对象中的类。 将我们手写的Promise命名为TPromise,初始状态为pending

kotlin 复制代码
const PENDING="pending"
const FULFILLED = "fulfilled"
const REJECTED = "rejected"
​
class TPromise{
    /**
     * @type {"pending"|"fulfiiled"|"rejected"}
     */
    status
    constructor(executor) {
        this.status=PENDING
    }
}

接着参考MDN上对于构造函数的描述,executor将会接收两个构造函数,分别用于更改Promise的状态。

  • resolve(vaue)
  • reject(reason)

且我们知道,状态转变后就会执行之前添加的微任务(实际是将之前的任务添加到真实的微任务队列),那么,我们需要有一个队列存储我们传入的任务(回调函数),且状态从 pendingfulfilledpendingrejected两条路径,于是也就会有两个队列来维护存储这些回调,于是代码如下:

js 复制代码
class TPromise{
      /**
     * @private
     * @type {"pending"|"fulfilled"|"rejected"}
     */
   status
    /**
     * @private
     */
    value
    /**
     * @private
     */
    reason
    /**
     * @private
     * @type {Callback[]}
     */
   onFulfilledCallbacks
    /**
     * @private
     * @type {Callback[]}
     */
   onRejectedCallbacks
    constructor(executor) {
       const that = this;
        this.status = PENDING
        this.onFulfilledCallbacks=[];
        this.onRejectedCallbacks=[];
​
        if(typeof executor !== 'function'){
            throw TypeError('executor 必须是函数')
        }
        //分别构建resolve和reject函数传入
       function resolve(value){
            if(that.status === 'pending'){
                //只有pending时进入
                that.status='fulfilled';
                that.value=value;
                that.onFulfilledCallbacks.forEach(cb=>{
                    isFunc(cb) && cb(value)
                })
            }
        }
        function reject(reason){
            if(that.status === 'pending'){
                that.status='rejected'
                that.reason =reason;
                that.onRejectedCallbacks.forEach(cb=>{
                    isFunc(cb) && cb(reason)
                })
            }
        }
​
        //如果executor抛出异常,直接reject掉
        try{
            executor.call(that,resolve,reject)
        } catch (e){
            reject(e)
        }
    }
}

在之前的基础上,我们添加了onFulfilledCallbacksonRejectedCallbacks两个数组用于存储任务,并在定义的resolvereject函数中逐一调用,并使用传入的valuereason值作为回调的参数。尤其需要注意的是,resolvereject内部均判断了当前TPromise的状态是否还是pending,只有TPromise的状态还是pending才执行逻辑,满足Promise A+规范说的,状态只改变一次,不可逆转 。且执行executor函数时,还要捕获内部的抛出的错误,如果抛出错误了,那么这个直接调用reject将状态设置为rejected,表示兑现失败。

手写Promise.prototype.then

then方法是整个Promise的灵魂所在,也就是它的内部创建了一个又一个的任务(回调函数),并立即将其加入到微任务队列,或是先添加到相对应的回调队列中等待resolvereject调用时添加到微任务队列中。 由于其返回一个新的TPromise实例(记为newP,支持链式调用的本质),有:

js 复制代码
 then(onFulfilled,onRejected){
        const that =this;
        return new TPromise((resolve,reject)=>{
            
        })
    }

接着的逻辑是:如果此时的状态已经发生转变,也就是在executor内部就调用了resolve或者reject,我们应该立即将任务送入微任务队列;如果状态还是pending,就应该把任务放入TPromise的回调队列中。

js 复制代码
​
    then(onFulfilled,onRejected){
        const that =this;
        //不给对应的回调就把value和reason持续地向下传递
        onFulfilled = isFunc(onFulfilled)? onFulfilled :(value)=>value;
        onRejected = isFunc(onRejected)? onRejected:(reason)=>{
            throw reason
        };
        const promise= new TPromise(function(resolve,reject){
            //由上一个promise的状态决定新的promise是否立刻调用
​
            //方法封装
            //! 以下微任务也就是两个步骤,执行回调取值,得出结果就进一步判断结果的值的类型情况进一步兑现新创建的promise,
            //! 如果捕获到错误就直接reject
            function fulfilledCallback(value){
                queueMicrotask(()=>{
                    //!这里的逻辑块就是微任务
                    try{
                        const result = onFulfilled(value);
                        resolvePromise(promise,result,resolve,reject)
                    } catch (e){
                        reject(e)
                    }
                })
            }
            function rejectedCallback(reason){
                queueMicrotask(()=>{
                    //!这里的逻辑块就是微任务
                    try{
                        const result = onRejected(reason);
                        resolvePromise(promise,result,resolve,reject)
                    } catch (e){
                        reject(e)
                    }
                })
            }
            switch (that.status){
                //同步情况:调用queueMicroTask本身这个操作是同步的
                case 'fulfilled':
                    fulfilledCallback(that.value);
                    break;
                //同步情况
                case 'rejected':
                    rejectedCallback(that.reason);
                    break;
                default:
                {
                    //pending 状态,就是连微任务队列都没进,先暂存进入回调数组,
                    //待pending状态改变后再进入微任务队列中排队
                    //! 这里应用了发布订阅的设计模式
                    that.onFulfilledCallbacks.push(fulfilledCallback);
                    that.onRejectedCallbacks.push(rejectedCallback)
                }
            }
        });
        return promise
    }

先看swtich部分,其就是实现了上述所说的状态变就利用queueMicroTask加入微任务队列,状态不变入自身的回调队列。由于任务要么被直接加入微任务队列要么加入回调队列暂存,我先定义了fulfilledCallbackrejectedCallback函数,用来进一步封装并节省代码量。且可以通过代码看出,加入微任务队列这一操作还是同步操作,异步的微任务行为是最终从微任务队列取出执行的阶段,这一过程并不是我们控制的,我们真正做的还只是指定某个任务(回调函数)进入到微任务队列中! 而微任务中的逻辑块中

js 复制代码
try{
    const result = onFulfilled(value);
    resolvePromise(promise,result,resolve,reject)
    } 
catch (e){
           reject(e)
    }

其表示执行传入的onFulfilled,并获取返回值,并捕获其中抛出的错误,如果抛出错误,返回的新的TPromise实例就调用reject回调使其状态变为rejected,否则将继续判断result的值处理,而这部分比较复杂,又单独利用外部定义的resolvePromise函数处理。而3-4行是为了判断onFulfiiledonRejected回调是不是不传或者不是函数类型,如果是就把执行时传入的valuereason沿着Promise链向下传递,只有reasonthrow语句抛出,就是因为reject如果被自动调用,其都是在try...catch语句中的catch部分被调用,而你既然要被catch捕获,自然就要先抛出了,只有链式上的每一环都throw抛出,层层传递,才能被最终的最后的.catch((reason)=>)所捕获执行。 接着,解释下resolvePromise函数,先上完整版本的代码:

js 复制代码
function resolvePromise(promise,data,resolve,reject){
    if(data === promise){
       return reject(new TypeError('禁止循环引用'));
    }
    // 多次调用resolve或reject以第一次为主,忽略后边的
    let called = false
    if(((isObj(data)&& data!==null) || isFunc(data))){
        //这部分的写法是由Promise A+规范规定的
       try{
           const then = data.then
           if(isFunc(then)) {
               then.call(data, (value) => {
                   if (called) {
                       return
                   }
                   called = true
                   //递归执行,避免value是一个PromiseLike,Promise.resolve中的嵌套thenable在这里解决。
                   resolvePromise(promise, value, resolve, reject)
               }, (reason) => {
                   if (called) {
                       return
                   }
                   called = true
                   reject(reason)
                   }
               )
           } else{
               resolve(data)
           }
       } catch (e){
           if (called) {
               return
           }
           called = true
           reject(e)
       }
    } else{
        //data是null,undefined,普通引用值等
        resolve(data)
    }
}

首先,什么叫循环引用,就是一个 **Promise**状态的改变取决于自身的状态的改变 ,也就是先等我们结婚了再结婚,这显然是无稽之谈嘛,具体触发的可能情况在后续还会有说道,还请继续耐心看下去吧。 接着,让我们重新看看[Promise A+规范](https://promisesaplus.com/)。其谈到,对于onFulfilledonRejected的返回值(都记为result),如果其是一个Promise实例,就用其兑现后的状态设置newP的状态,如果其是一个对象且具有then方法,那么其是一个thenable对象,对result.then(onFulfilled,onRejected),执行并在其两个回调中,由于onFulfilled的参数value可能又是一个Promise实例或者thenable对象,递归调用resolvePromise函数,onRejected的参数reason则直接作为newPrejectedreason;其它情况下,newP的状态均为fulfilled,其流程如下图所示: 由此,Promise.prototype.then方法的逻辑已经完全实现,并严格遵循了Promise A+规范。

手写Promise.prototype.catch

MDN可知,Promise.prototype.catch只接收一个onRejected回调作为参数,其等价于this.then(null,onRejected)。 因此,其内部实现为:

js 复制代码
 catch(onRejected){
       return this.then(null,onRejected)
    }

也就是说,其就是添加一个rejected时应该执行的微任务。

手写Promise.resolve

MDN可知,Promise.resolve是Promise上的一个静态方法,其将给定的值转为一个Promise,如果给定的值value就是一个Promise实例,直接返回;否则就直接返回一个新的Promise,并直接使用resolve将其兑现(可能是fulfilled也可能是rejected)。 于是有以下代码:

js 复制代码
static resolve(value){
        //!1.如果value是promise直接返回
        if(value instanceof TPromise){
            return value
        }
       return new TPromise((resolve)=>{
           //thenable的情况实际上通过 resolvePromise完成了
           resolve(value)
       })
    }

手写Promise.reject

MDN可知,静态方法Promise.reject返回一个已拒绝(rejected)的Promise对象,拒绝原因为给定的参数,无论给定的reason是什么,reject本身的行为就是拒绝,如同我和你分手的原因是因为我有了新欢,新欢将来结婚了还是分手还不知道,但我现在就要和你分手,这就是reason及时也是一个Promise对象也可以表示拒绝的理由,于是代码就很简单了。

js 复制代码
static reject(reason){
        //静态reject就是实例化后马上reject掉
        return new TPromise((resolve,reject)=>{
            reject(reason)
        })
    }

手写Promise.prototype.finally

MDN可知,Promise.prototype.finally是注册一个会在Promise兑现(无论是fulfilled还是rejected)时都会执行的函数,其不代表着Promise链的终结,依旧会返回一个等效Promise对象。如果处理程序抛出错误或返回被拒绝的 promise,那么 finally() 返回的 promise 将以该值被拒绝。否则,处理程序的返回值不会影响原始 promise 的状态。 这里的等效其实就是说,接到的value还要继续向下传递,接到的reason还得继续抛出,但如果finally强制指定了rejected状态的Promise,或者抛出错误,那么还是得rejected。看看以下代码:

js 复制代码
Promise.resolve(5).finally(()=>{
    console.log('finally fn')
}).then((value)=>{
    console.log(value)
})
//output:
//finally fn
//5
js 复制代码
Promise.reject(5).finally(()=>{
    console.log('finally fn')
}).catch((reason)=>{
    console.log(reason)
})
//output:
//finally fn
//5

其也利用Promise.prototype.then实现,代码为:

js 复制代码
finally(onFinally){
        //!假定 result = onFinally()
        //! 使用 throw语句的原因在于我们只有在 try{} catch(e){ reject(e)} 的catch部分才会调用reject(),
        //!也就是说,reason先被catch(捕获)才会被reject调用在promise中链式传递,finally不会处理
        //!reason会让其继续传递,因此必须使用 throw 语句继续将其抛出,等待下游的try{} catch(e){} 将其再次捕获
        //之所以用TPromise.resolve,是由于onFinally()的结果可能是Promise,必须等待其兑现此时的promise
       return this.then(
           //这个value为 pr.finally() 这个pr 的 fulfilled 状态下的value,它将不受result的影响传递下去
           value=>TPromise.resolve(onFinally()).then(()=>value,
                   //这个reason为onFinally 显示指定一个 rejected的promise而产生,并传递下去
                   newReason=>{throw newReason}),
           //这个reason 为 pr.finally() 这个pr 的 rejected状态下的 reason,只要 result不是一个rejected状态的promise,它将接着传递下去
           (reason)=>TPromise.resolve(onFinally()).then(()=>{
               throw reason
           },(newReason)=>{
               throw newReason
           })
           )
    }

.finally(onFinally)这个Promise对象时,接收到其的valuereason,但onFinally()的返回值(记为fResult)未定,其可能是Promise对象也有可能是thenable对象,更有可能是其它类型,我们统一使用Promise.resolve将其处理为真的Promise对象fP,当fP敲定时(状态为fulfilled或者rejected

手写其它静态方法

以下几个静态方法都有一些共同的特性,给定一个数组,将返回一个新的Promise对象。数组内的每一个元素可以是Promise对象也可以不是Promise对象,因此,内部就使用Promise.resolve将其处理为Promise对象,在此,约定把这些Promise对象称为p1、p2、p3、... 、pn,它们状态从pending转为fulfilled时的value值分别记为V1、V2、V3、... 、Vn,状态从pending转为rejected时的reason值分别为R1、R2、R3、... 、Rn。而每个方法放回的Promise对象,记为P,其状态都将由p1、p2、p3、... 、pn等共同决定。 在下述的示例图中,我会使用蓝色 表示pendingPromise对象,绿色表示fulfilledPromise对象,红色表示rejectedPromise对象。

Promise.all

MDN得知,Promise.all返回的Promise对象P,由p1、p2、p3、... 、pn 共同决定:只有所有的Promise对象被兑现为fulfilled,其P的状态才为fulfilled,且value值为所有Promise的value值的有序数组,value=[V1,V2,...,Vn]如图所示;

而只要p1、p2、p3、... 、pn 中任意一个Promise对象兑现为rejectedP的状态也为rejected,且reason值为第一个兑现为rejectedPromise的reason值(记为Rq),如下图所示:

js 复制代码
static all(promises){
        //参数不是数组报错
        if(!Array.isArray(promises)){
            throw new TypeError('promises must be array')
        }
        return new TPromise((resolve,reject)=>{
            //传递空数组情况下直接fulfilled 并短路
            if(promises.length ===0){
                return resolve([]);
            }
            const results= new Array(promises.length);
            let count =0;
            for(let index in promises){
                const promise = promises[index];
                const p = TPromise.resolve(promise).then(value=>{
                    //!在此保证最终返回的promise,在fulfilled时,所有的兑现值均按参数传递时的顺序
                    results[index]= value;
                    //fulfilled中统计次数,一旦count和传入的promises长度相等,就说明所有的promise均fulfilled了。
                    count++
                    if(count === promises.length){
                        resolve(results)
                    }
                },(reason)=>{
                    reject(reason)
                })
            }
        })
    }

其中,只解释如何使得在Promise兑现无序的情况下使得最终fulfilled状态时的value数组有序,下述的其它静态方法也同理。 就是实例化Promise时,就创建一个等长的数组,然后遍历传入的数组,并得到下标,很明显地,下标是有序的,当兑现为fulfilled时,按下标放入value数组中,而不是直接push;并使用一个计数变量统计总的fulfilled的次数,当其和传入的数组长度相等,就是所有的Promise均为fulfilled,此时调用resolve回调兑现返回的P的状态,如果有任意Promise被兑现为rejected,就直接调用rejectP兑现为rejected,且由于P的状态已发生改变,就算后续其他Promise被兑现为rejected调用了reject回调,P的状态也不会再发生变化了。

Promise.any

MDN得知,Promise.any返回的Promise对象P,由p1、p2、p3、... 、pn 共同决定:只要任意一个Promise兑现为fulfilledP的状态为fulfilled,如下图所示:

当所有的Promie都被兑现为rejected时,P的状态为rejected,其reason=[R1,R2,...,Rn],如下图所示:

js 复制代码
static any(promises){
        if(!Array.isArray(promises)){
            throw new TypeError('promises must be array')
        }
        return new TPromise((resolve,reject)=>{
            if(promises.length ===0){
                return resolve([])
            }
            const results= new Array(promises.length);
            let count =0
            for(let index of promises){
                const promise = promises[index]
                TPromise.resolve(promise).then((value)=>{
                    resolve(value)
                },reason=>{
                    results[index]=reason;
                    count++
                    if(count === promises.length){
                        reject(results)
                    }
                })
            }
        })
    }

Promise.race

MDN得知,Promise.race返回的P的状态随着第一个兑现的Promise对象决定。如果第一个兑现为fulfilledP也兑现为fulfilled,且value值和其等同,如下图所示:

当 第一个兑现的为rejectedP也兑现为rejected,且reason值和其等同,如下图所示:

scss 复制代码
static race(promises){
        if(!Array.isArray(promises)){
            throw new TypeError('promises must be array')
        }
        return new TPromise((resolve,reject)=>{
            for(const promise of promises){
                TPromise.resolve(promise).then((value)=>{
                    resolve(value)
                },(reason)=>{
                    reject(reason)
                })
            }
        })
    }

Promise.allSettled

从MDN得知,Promise.allSettled返回一个状态为fulfilledPromise对象,其为p1、p2、p3、... 、pn 全部兑现后结果的有序数组,并将同时记录其兑现后的状态。

js 复制代码
static allSettled(promises){
        //!不是数组报错
        if(!Array.isArray(promises)){
            throw new TypeError('promises must be array')
        }
        return new TPromise((resolve)=>{
            //传递空数组,直接fulfilled并短路
            if(promises.length === 0){
                return resolve([])
            }
            const results = new Array(promises.length);
            let count=0;
            for(let index in promises){
                //promise可能不是TPromise实例,用TPromise.resolve处理
                const promise = promises[index]
                TPromise.resolve(promise).then((value)=>{
                    //保证有序
                    results[index]={
                        status:'fulfilled',
                        value:value
                    };
                },(reason)=>{
                    //保证有序
                    results[index]={
                        status:'rejected',
                        reason:reason
                    }
                }).finally(()=>{
                    //总要走到这里,干脆把count计数放这了
                    //!但是放这里也是有问题的,由于then后返回一个新的promise,再finally后,此部分逻辑又进入到微任务队列,
                    //!等同于多了一次微任务
                    ++count;
                    if(count === promises.length){
                        resolve(results)
                    }
                })
            }
        })
    }

测试我们手写的promise

手写完我们自己的TPromise后,我们还需要进一步确认我们实现的TPromise是否全部符合Promise A+规范,为此,Promise A+官方提供了一个测试库promises-aplus-tests。新建一个adapter.js 文件

js 复制代码
module.exports={
    resolved:TPromise.resolve,
    rejected:TPromise.reject,
    deferred(){
        const result = {};
        result.promise = new TPromise((resolve, reject) => {
            result.resolve = resolve;
            result.reject = reject;
        });
        return result;
    }
}

再新建一个test.js文件,使用这个测试库测试,其共拥有872 个测试用例,通过了就真正完成了我们的手写Promise的全部过程。

js 复制代码
const promisesAplusTests = require('promises-aplus-tests');
const adapter = require('./adapter');

promisesAplusTests(adapter, function (err) {
    if (err) {
        console.error('Promises/A+ 测试失败:');
        console.error(err);
    } else {
        console.log('Promises/A+ 测试通过');
    }
});

小结

手写部分逐个分析了Promise的构造函数、三个原型方法和六个静态方法。其中最重要的就是Promise.prrototype.thenPromise.resolve两个方法,因为其除了自身逻辑复杂,还被其他方法使用到,如果要在面试时利于不败之地,必须每行代码都要吃透。同时,通过手写,我们也逐步了解到,Promise真正异步的逻辑部分是使用thencatchfinally三个原型方法的回调函数部分,且**Promise**本身不执行微任务,而是把微任务放入到 **javascript**执行线程中的微任务队列中 。且Promise状态的流转只能发生一次,状态一经改变就意味着Promise已经兑现。 记忆时,可以参考刚开始的思维导图,三个原型方法都支持链式调用;六个静态方法都会返回Promise,按单词本身理解是记忆的最好方法。

方法 记忆 是否一定返回新的Promise
Promise.resolve resolve为解决,解决什么,当然是解决value为Promise
Promise.reject reject为拒绝,当然是无条件拒绝
Promise.all all,所有,所有的都"成功"
Promise.any any,任意,任意一个"成功"
Promise.race race,竞赛,状态是否改变的时间竞赛
Promise.allSettled allSettled,所有的都解决,所有的Promise都兑现了

async/await 是Promise的语法糖

async/await允许我们以一种更为简洁的方式实现promise的异步编程,省去我们链式操作的烦恼,其本质也是对于Promise的封装,是语法糖。经常有人说,async/await使得Promise同步化,但其本质还是Promise,你的代码逻辑还是会被送入微任务队列,怎么就同步了呢?还有的说法是await会阻塞代码,其实并不是,javascript可是号称非阻塞线程的,如果await真的阻塞一个几天以后才会执行的代码那还得了!那await其实只是把其后的逻辑块处理为一个返回promise的的异步函数,这也很容易让我们联想到Promise.resolve静态方法,其包裹的值将被处理为一个Promise对象, 如下的代码:

js 复制代码
async function asyncFn(){
  console.log(1);
  const res = await aa();
  console.log(res);
  console.log(2)
}

function aa(){
  console.log(5)
  return 3
}
asyncFn()
console.log(4)

//output: 1 5 4 3 2

等价于:

js 复制代码
function asyncFn(){
  return new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log(1);
    const res = aa();
    return res;
  }).then((res)=>{
    console.log(res);
    console.log(2)
  })
}

function aa(){
  console.log(5)
  return 3
}
asyncFn()
console.log(4)

或者是:

js 复制代码
function asyncFn(){
  console.log(1)
  return Promise.resolve(aa()).then(()=>{
    console.log(res)
    console.log(2)
  })
}

因此,async/await语法糖中的async实际为代表这个函数最终返回一个Promise对象,await紧跟其后的部分(值或者函数返回值)作为 **Promise链**下一个节点判断的依据 。这里为什么不像例子那样直接是下一个Promise对象接收的值呢?因为,函数aa的返回值也可能是Promise,它的状态不一定就是fulfilled。例如;

js 复制代码
function asyncFn(){
  return new Promise((resolve,reject)=>{
    console.log(1);
    const res = aa();
    return res;
  }).then((value)=>{
    //这里不会被执行
    console.log(value);
    console.log(2)
  },reason=>{
    //真正执行的是这里
    console.log(reason)
  })
}

function aa(){
  console.log(5)
  return Promise.reject(3)
}
asyncFn()
console.log(4)

//output: 1 4 5 3

再次强调:构造函数以及 **resolve** **reject**调用的过程均是同步行为,只有 **then** **catch** **finally**三个原型方法传入的回调才会异步执行,且这三个原型方法调用的本身都是同步行为。 接下来我们再看,函数内有多个await的情况:

js 复制代码
async function asyncFn(){
    console.log(1);
    const res = await aa();
    console.log(res);
    console.log(2)
    const res2=await bb();
    console.log(6)
    console.log(res2)
}

function aa(){
    console.log(5)
    return 3
}

function bb(){
    console.log(7)
    return Promise.resolve(8)
}
asyncFn()
console.log(4)

//output 1 5 4 3 2 7 6 8 

asyncFn函数应该等价为:

js 复制代码
function asyncFn2(){
    console.log(1)
    return Promise.resolve(aa()).then((value1)=>{
        console.log(value1);
        console.log(2);
        return Promise.resolve(bb()).then((res2)=>{
            console.log(6);
            console.log(res2);
        },reason2 =>{
            console.log(reason2)
        } )
    },(reason1)=>{
        console.log(reason1)
    })
}

其中,所有的原型方法thenonRejected均不存在,只是为了进一步强调如果await紧跟其后是一个Promise对象的情况下,由于其也可能是rejected状态,将导致await下方的代码无法被执行,因为await下方的代码逻辑始终被视为原型方法then的回调函数onFulfilled

经典面试题

以下举例两道经典的面试题,请你先将其async/await等价替换后,给出输出的结果,最终答案以及解析将发在评论区,欢迎留言讨论哦。

面试题01

js 复制代码
async function async1() {
    console.log("A")
    await async2()
    console.log("B")
} 

async function async2() {
    console.log('C');
}

console.log('D')

setTimeout(function () { 
    console.log('E')
}, 0)

async1();

new Promise(function (resolve) {
    console.log('F')
    resolve()
}).then(function () {
    console.log('G')
})

console.log('H')

面试题02

js 复制代码
async function asy1(){
  console.log(1);
  await asy2();
  console.log(2);
}

const asy2 = async ()=>{
  await setTimeout(()=>{
    Promise.resolve().then(()=>{
      console.log(3)
    });
    console.log(4);
  },0)
};

const asy3 = async ()=>{
  Promise.resolve().then(()=>{
    console.log(6);
  })
}

asy1();
console.log(7);
asy3();

总结

本文按照Promise A+规范利用queueMicroTaskAPI手写了Promise,并解释了微任务产生以及执行的具体时机。 另外,介绍了promises-plus-tests库用于测试我们的手写Promise是否完全符合Promise A+规范。 最后,解释了async/await如何等价转换为Promise,并留下两道经典面试题作为思考。

所有的手写代码可以在我哥github仓库查看。

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