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JavaScript之实现一个ES6Promise
2019-01-18 14:09:50           
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说到 ES6,Promise 是绕不过的问题;如果说 ES6 的 Class 是基于 Javascript 原型继承的封装,那么 Promise 则是对 callback 回调机制的改进。这篇文章,不谈 Promise 的实际应用;聊一下 Promise 的实现原理,从最简单的解决方案入手,一步一步的自己实现一个 SimplePromise。

正文

从最简单的 Promise 初始化和使用入手:

const pro = new Promise ((res, rej) => {})

pro.then(data => {}, err => {})

Promise 的构造函数如上,需要传递一个函数作为参数,这个函数有两个变量: resolve, reject。而 Promise 有不同的实行状态,分三种情况:Resolve, Reject, Pending。根据以上的信息,写出最基本的 SimplePromise 的类结构:

class SimplePromise{
  constructor(handler){
    this._status = "PENDING"
    handler(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this))//参数函数的作用域指向Class
  }

  _resolve(){}
  _reject(){}
}

接下来思考一下_resolve 与_reject两个函数的作用。大家知道,Promise 根据 then 方法来实行回调,而 then 是根据状态判断要实行的回调函数。不难推导出,_resolve 与_reject正是根据handler的实行来进行状态变更的,而状态只能由Pending向Reslove或Rejected转换,所以有:

class SimplePromise{
  constructor(handler){
   ...
  }

  _resolve(val){//异步返回的数据
    if(this._status === "PENDING"){//保证状态的不可逆性
      this._status = "RESOLVED"
      this._value = val
    }
  }
  _reject(val){
    if(this._status === "PENDING"){
      this._status = "REJECTED"
      this._value = val
    }
  }
}

then的调用逻辑

下面分析 then 函数的逻辑,从调用入手:

pro.then(data => {}, err => {})

then 接收两个参数,第一个是实行成功调用的函数,第二个是实行失败调用的函数。

class SimplePromise{
  constructor(handler){
    ...
  }

  _resolve(val){
   ...
  }
  _reject(val){
    ...
  }
  then(success, fail){
    switch (this._status){
      case "PENDING":
        break;
      case "RESOLVED":
        success(this._value)
        break;

      case "REJECTED":
        fail(this._value)
        break;
    }
  }
}

以上实现了最简单的一个 Promise
测试代码:

const pro = new SimplePromise(function(res, rej) {
    let random = Math.random() * 10
    if(random > 5){
      res("success")
    }
    else{
      rej("fail")
    }
})

pro.then(function(data) {
  console.log(data)
}, function(err) {
  console.log(err)
})

当然,这不能算是一个 Promise,目前仅仅实现了根据状态调用不同的回调函数。还没有实现异步。
那如何实现异步呢?关键在于 then 函数,当判断_status为PENDING时,如何延后调用 success与fail函数,等待状态改变后再调用?

支撑异步

这里采用数组来存储 fail 与 success 函数:

class SimplePromise{
  constructor(handler){
    this.status = "PENDING"
    this._onSuccess = []//存储fail 与 success 函数
    this._onFail = []
    handler(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this))
  }

  _resolve(val){
    if(this.status === "PENDING"){
      ...
      let temp
      while(this._onSuccess.length > 0){//依次实行onSuccess中的回调函数
        temp = this._onSuccess.shift()
        temp(val)
      }
    }
  }
  _reject(val){
    if(this.status === "PENDING"){
     ...
      let temp
      while(this._onFail.length > 0){
        temp = this._onFail.shift()
        temp(val)
      }
    }
  }

  then (success, fail){
    switch (this.status){
      case "PENDING":
        this._onSuccess.push(success)
        this._onFail.push(fail)
        break;
      ...
    }
  }
}

使用 onSuccess 和 onFail 来存储回调函数,当处理状态为 PENDING 时,将回调函数 push 到相应的数组里,当状态变更后,依次实行数组里的回调函数。

测试代码:

const pro = new SimplePromise(function(res, rej) {
  setTimeout(function(){
    let random = Math.random() * 10
    if(random > 5){
      res("success")
    }
    else{
      rej("fail")
    }
  }, 2000)

})

pro.then(function(data) {
  console.log(data)
}, function(err) {
  console.log(err)
})

两秒后,会实行相应的回调。

到目前为止,最最最简单的一个 Promise 骨架已经基本完成了。但是还有很多功能待完成。现在可以稍微休息一下,喝个咖啡打个鸡血,回来大家会继续让这个 Promise 骨架更加丰满起来。

. . . . . .

完善Promise

欢迎回来,下面大家继续完善大家的 Promise。
上面完成了一个最基础的 Promise,然而还远远不够。首先,Promise 需要实现链式调用,其次 Promise 还需要实现 all race resolve reject 等静态函数。

首先,如何实现 then 的链式调用呢?需要 then 返回的也是一个 Promise。
于是有

class SimplePromise{
  ...
  then(success, fail){
      return new SimplePromise((nextSuccess, nextFail) => {
        const onFullfil = function(val){
          const res = success(val)
          nextSuccess(res)
        }

        const onReject = function(val){
          const res = fail(val)
          nextSuccess(res) ;
        }
        switch (this._status){
          case "PENDING":
            this._onSuccess.push(onFullfil)
            this._onFail.push(onReject)
            break;
          case "RESOLVED":
            onFullfil(this._value)
            break;

          case "REJECTED":
            onReject(this._value)
            break;
        }
      })
  }
}

测试代码:

const sp = new SimplePromise(function (res, rej){
  setTimeout(function(){
    let random = Math.random() * 10
    random > 5  res(random) : rej(random)
  }, 1000)
})

sp.then(data => {
  console.log("more than 5 " + data)
  return data
}, err =>{
  console.log("less than 5 " + err)
  return err
}).then((data) => {
  console.log(data)

})

then的参数限制

完成了链式调用,then 方法还有许多其他限制:
下面思考 以下问题:代码中四个使用 promise 的语句之间的不同点在哪儿?
假设 doSomething 也 doSomethingElse 都返回 Promise

doSomething().then(function () {
    return doSomethingElse();
}).then(finalHandler);

doSomething().then(function () {
    doSomethingElse();
}).then(finalHandler);;

doSomething().then(doSomethingElse()).then(finalHandler);;

doSomething().then(doSomethingElse).then(finalHandler);;

答案 一会儿再揭晓,大家先来梳理以下then 方法对传入不同类型参数的处理机制:
直接上代码:

class SimplePromise{
  ...
  then(success, fail){
    return new SimplePromise((nextSuccess, nextFail) => {
      const onFullfil = function(val){
        if(typeof success !== "function"){
          nextSuccess(val)
        }
        else{
          const res = success(val)//success 的返回值
          if(res instanceof SimplePromise){//如果success 返回一个promise 对象
            res.then(nextSuccess, nextFail)
          }
          else{
            nextSuccess(res)
          }
        }
      }
      if(fail){
        const onReject = function(val){
        if(typeof fail !== "function"){
          nextSuccess(val)
        }
        else{
          const res = fail(val)
          if(res instanceof SimplePromise){
            res.then(nextSuccess, nextFail)
          }
          else{
            nextSuccess(res)
          }
        }
      }
      }
      else{
        onReject = function(){}
      }
      switch (this._status){
      case "PENDING":
        this._onSuccess.push(onFullfil)
        this._onFail.push(onReject)
        break;
      case "RESOLVED":
        onFullfil(this._value)
        break;

      case "REJECTED":
        onReject(this._value)
        break;
      }
    })
  }
}

对于传入 then 方法的参数,首先判断其是否为 function,判断为否,直接实行 下一个 then 的 success 函数;判断为是,接着判断函数的返回值 res 类型是否为 Promise,如果为否,直接实行下一个 then 的 success 函数,如果为是,通过 then 调用接下来的函数。
所以,上面的问题就不难得到答案了。



doSomething().then(function () {
    return doSomethingElse();//返回值为Promise
}).then(finalHandler);

RETURN:
doSomething
          --->doSomethingElse(undefined)
                                        ---> final(doSomethingElseResult)

doSomething().then(function () {
  doSomethingElse();//返回值为 undefined
}).then(finalHandler);

RETURN:
doSomething
          --->doSomethingElse(undefined)
          ---> final(undefined)


doSomething().then(doSomethingElse())//参数 typeof != function
  .then(finalHandler);

RETURN:
doSomething
doSomethingElse(undefined)
            ---> final(doSomethingResult)

doSomething().then(doSomethingElse)//与1的调用方式是不同的
  .then(finalHandler);

RETURN:
doSomething
          --->doSomethingElse(doSomethingResult)
                                        ---> final(doSomethingElseResult)

好,then 方法已经完善好了。

静态函数

接下来是 Promise 的各种静态函数

class SimplePromise(){
  ...
  static all(){}
  static race(){}
  static resolve(){}
  static reject(){}
}

all

 static all(promiselist){
      if(Array.isArray(promiselist)){
        const len = promiselist.length;
        const count = 0
        const arr = []
        return new SimplePromise((res, rej) => {
          for(let i = 0; i {
              arr[i] = data
              count ++
              if(count === len){//每一个Promise都实行完毕后返回
                res(arr)
              }
            }, err => {
              rej(err)
            })
          }
        })
      }
    }

race

    static race(promiselist){
      if(Array.isArray(promiselist)){
        const len = promiselist.length
        return new SimplePromise((res, rej) =>{
          promiselist.forEach(item =>{
            this.resolve(item).then(data => {
              res(data)
            }, err =>{
              rej(err)
            })
          })
        })
      }
    }

resolve

    static resolve(obj){
      if(obj instanceof SimplePromise){
        return obj
      }
      else {
        return new SimplePromise((res) =>{
          res(obj)
        })
      }
    }

reject

    static reject(obj){
      if(obj instanceof SimplePromise){
        return obj
      }
      else {
        return new SimplePromise((res, rej) =>{
          rej(obj)
        })
      }
    }

总结

现在,一个完整的 Promise 对象就完成了。现在来总结一下 callback 回调和 Promise 的异同吧。
其实,不管是 callback 还是 Promise,这二者都是将需要滞后实行方法而提前声明的方式,只不过 callback 的处理方式比较粗犷,将 cb 函数放到异步实行的结尾;而 Promise 优于 cb 的是通过定义了不同的实行状态,更加细致的进行结果处理,提供了很好的 catch 机制,这是其一;其二,then 的链式调用解决了 cb 的回调地狱;但是 then 的链式调用也不是很好的解决方案,如果封装不好,then里面套用大量的代码的话也会引起代码的不美观和阅读上的困难,这一方面的终极解决方法还是 es7 的 async/await。

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