Web/06-JavaScript基础:异步编程/06-Promise入门详解.md
2023-05-20 23:47:26 +08:00

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前言

Promise 是 JavaScript 中特有的语法中文名翻译为“承诺”一般不称呼中文名。可以毫不夸张得说Promise 是ES6中最重要的语法没有之一。初学者可能对 Promise 的概念有些陌生,但是不用担心。大多数情况下,使用 Promise 的语法是比较固定的。我们可以先把这些固定语法和结构记下来,多默写几遍;然后在实战开发中逐渐去学习和领悟 Promise 的原理、底层逻辑以及细节知识点,自然就掌握了。

在了解 Promise 之前,必须要知道什么是回调函数,这是必不可少的前置知识。关于回调函数的知识,已经在上一篇文章中做了讲解。

Promise 的介绍和优点(为什么需要 Promise

ES6 中的 Promise 是异步编程的一种很好的方案。

Promise 对象, 可以用同步的表现形式来书写异步代码(也就是说,代码看起来是同步的,但本质上的运行过程是异步的)。使用 Promise 主要有以下优点:

  • 1、可以很好地解决回调地狱**的问题(避免了层层嵌套的回调函数)。
  • 2、语法简洁、统一规范、可读性强便于后期维护。
  • 3、Promise 对象提供了简洁的 API使得管理异步操作更加容易。比如多任务等待合并等等。

从语法上讲Promise 是一个对象,它可以获取异步操作的消息。

从写法规范上讲,Promise 本质上是处理异步任务的一种编写规范,要求每个人都按照这种规范来写。异步任务成功了该怎么写、怎么 通知调用者异步任务失败了该怎么写、怎么通知调用者这些都有规定的写法。Promise 的目的就是要让每个使用ES6的人都遵守这种写法规范。

Promise 的伪代码结构,大概是这样的:

// 伪代码1
myPromise()
    .then(
        function () {},
        function () {}
    )
    .then(
        function () {},
        function () {}
    )
    .then(
        function () {},
        function () {}
    );

// 伪代码2
是时候展现真正的厨艺了().然后(买菜).然后(做饭).然后(洗碗);

上面的伪代码可以看出,即便在业务逻辑上是层层嵌套,但是代码写法上,却十分优雅,没有过多的嵌套。

Promise 处理异步任务的基本模型

ES5中使用传统的回调函数处理异步任务时其基本模型的写法已在上一篇内容“回调函数”里讲过。

ES6中有了 Promise之后我们可以对那段代码进行改进。你会发现代码简洁规范了很多。

使用 Promise的基本代码结构

使用 Promise 处理异步任务的基本代码结构如下:

// 使用 Promise 处理异步任务的基本模型

// 封装异步任务
function requestData(url) {
  // resolve 和 reject 这两个单词是形参,可以自由命名。大家的习惯写法是写成 resolve 和 reject
  const promise = new Promise((resolve, reject) => {
    const res = {
      retCode: 0,
      data: 'qiangu yihao`s data',
      errMsg: 'network is error',
    };
    setTimeout(() => {
      if (res.retCode == 0) {
        // 网络请求成功
        resolve(res.data);
      } else {
        // 网络请求失败
        reject(res.errMsg);
      }
    }, 1000);
  });
  return promise;
}


// 调用异步任务
requestData('www.qianguyihao.com/index1').then(data => {
  console.log('异步任务执行成功:', data);
}).catch(err=> {
  console.log('异步任务执行失败:', err);
})

// 再次调用异步任务
requestData('www.qianguyihao.com/index2').then(data => {
  console.log('异步任务再次执行成功:', data);
}).catch(err=> {
  console.log('异步任务再次执行失败:', err);
})


// 调用异步任务写法2
/* 这段代码的写法比较啰嗦。一般推荐上面的写法。
const myPromise = requestData('www.qianguyihao.com/index1');
myPromise.then(data => {
  console.log('异步任务执行成功:', data);
});
myPromise.catch(err => {
  console.log('异步任务执行失败:', err);
});

const myPromise2 = requestData('www.qianguyihao.com/index2');
myPromise2.then(data => {
  console.log('异步任务执行成功:', data);
});
myPromise2.catch(err => {
  console.log('异步任务执行失败:', err);
});
*/

在日常开发中使用Promise时80%以上的场景都符合上面的代码结构。你说它重不重要?我们暂且先记下,默写十遍,形成肌肉记忆,然后继续往下边学习边理解。

使用 Promise 的基本步骤

Promise可翻译为“承诺”。在需要时给调用者一个承诺。Promise是一个类通过 new Promise() 构造出一个 Promise 实例对象:

1Promise 的构造函数中传入一个参数,这个参数是一个回调函数,该函数常用于处理异步任务。在使用 promise时该函数会被立即执行。

该函数有一个专有名词叫 executor,因为这个回调函数会立即执行

可以在该回调函数中传入两个参数resolve 和 reject分别表示异步执行成功后的回调函数和异步执行失败后的回调函数。代表着我们需要改变当前 promise 实例的状态到已完成或是已拒绝

2我们调用 resolve() 回调函数时,会执行 promise对象 的then() 方法里的回调函数,对成功的返回结果进行处理。(这里的 promise 指的是 Promise 实例对象)。

3当我们调用 reject() 回调函数时,会执行 promise 对象 的catch() 方法里的回调函数,对失败的返回结果进行处理。

我们再来看一下 Promise 有哪些状态。要知道Promise 的精髓在于对异步操作的状态管理

Promise 的状态

Promise 对象的 3 种状态

在使用 Promise 时,我们可以将它划分为三种状态:

  • 等待pending。属于初始状态既没有被兑现也没有被拒绝。

  • 已兑现fulfilled。任务操作成功。执行了 resolve() 时,立即处于该状态,表示 Promise已经被兑现任务执行成功。

  • 已拒绝rejected。任务操作失败。执行了 reject() 时,立即处于该状态,表示 Promise已经被拒绝任务执行失败。

具体解释:

1当 new Promise()执行之后promise 对象的状态会被初始化为pending,这个状态是初始状态。new Promise()这行代码,括号里的内容是同步执行的。括号里可以再定义一个 异步任务的 functionfunction 有两个参数resolve 和 reject。如下

  • 如果异步任务成功了,则执行 resolve()此时promise 的状态会被自动修改为 fulfilled。

  • 如果异步任务失败了,则执行 reject()此时promise 的状态会被自动修改为 rejected。

2什么时候算成功什么时候算失败呢这是你自己定的需要结合具体需求灵活决定。

3promise.then()方法:只有 promise 的状态被改变之后,才会走到 then 或者 catch。也就是说,在 new Promise()的时候,如果没有写 resolve(),则 promise.then() 不执行;如果没有写 reject(),则 promise.catch() 不执行。

then()括号里面有两个参数,分别代表两个函数 function1 和 function2

  • 如果 promise 的状态为 fulfilled意思是如果请求成功则执行 function1 里的内容

  • 如果 promise 的状态为 rejected意思是如果请求失败则执行 function2 里的内容

4resolve()和 reject()这两个方法,是可以给 promise.then()传递参数的。

关于 promise 的状态改变,以及如何处理状态改变,伪代码及详细注释如下:

// 创建 promise 实例
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  //进来之后promise 的状态为 pending
  console.log('同步代码'); //这行代码是同步的
  //开始执行异步操作这里开始根据具体需求写异步的代码比如ajax请求 or 开启定时器)
  if (异步的ajax请求成功) {
    console.log('333');
    // 如果请求成功了请写resolve()此时promise的状态会被自动修改为fulfilled成功状态
    resolve('请求成功,并传参');
  } else {
    // 如果请求失败了请写reject()此时promise的状态会被自动修改为rejected失败状态
    reject('请求失败,并传参');
  }
});
console.log('qianguyihao');

//调用promise的then():开始处理成功和失败
promise.then(
  successMsg => {
    // 处理 promise 的成功状态如果promise的状态为fulfilled则执行这里的代码
    console.log(successMsg, '回调成功了'); // 这里的 successMsg 是前面的 resolve('请求成功,并传参')  传过来的参数
  },
  errorMsg => {
    //处理 promise 的失败状态如果promise的状态为rejected则执行这里的代码
    console.log(errorMsg, '回调失败了'); // 这里的 errorMsg 是前面的 reject('请求失败,并传参') 传过来的参数
  }
);

上面的注释要多看几遍。以下是针对 Promise 状态的一些补充。

new Promise() 是同步代码

new Promise()这行代码本身是同步的。promise 如果没有使用 resolve 或 reject 更改状态时,状态为 pending里面的代码是同步代码。

举例 1

const promiseA = new Promise((resolve, reject) => {});
console.log(promiseA); // 此时 promise 的状态为 pending准备阶段

上面的代码中,我既没有写 reslove(),也没有写 reject()。也就是说,这个 promise 一直处于准备阶段。

当完成异步任务之后,状态分为成功或失败,此时我们就可以用 reslove() 和 reject() 来修改 promise 的状态。

举例 2

new Promise((resolve, reject) => {
    console.log('promise1'); // 这行代码是同步代码,会立即执行
}).then((res) => {
    console.log('promise then:' + res); // 这行代码不会执行,因为前面没有写 resolve(),所以走不到 .then
});

打印结果:

promise1

上方代码,仔细看注释:如果前面没有写 resolve(),那么后面的 .then是不会执行的。

举例 3

new Promise((resolve, reject) => {
    resolve();
    console.log('promise1'); // 代码1同步任务会立即执行
}).then(res => {
    console.log('promise  then'); // 代码2异步任务中的微任务
});

console.log('千古壹号'); // 代码3同步任务

打印结果:

promise1
千古壹号
promise  then

代码解释:代码 1 是同步代码,所以最先执行。代码 2 是微任务里面的代码,所以要先等同步任务(代码 3先执行完。当写完resolve();之后,就会立刻把 .then()里面的代码加入到微任务队列当中。

补充知识:异步任务分为“宏任务”、“微任务”两种。我们到后续的章节中再详细讲。

Promise 的状态一旦改变,就不能再变

Promise 的状态一旦改变,就确定下来了,不能再变。也不能再次执行 resolve()或者 reject()来改变状态。Promise 的状态改变,是不可逆的。

代码举例:

const p = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(1); // 代码执行到这里时, promise状态是 fulfilled
  	resolve(111); // 这行重复代码写了没用,等于没写
    reject(2); // 尝试修改状态为 rejected是不行的。因为状态执行到上面的 resolve(1)时,已经被改变了。
});

p.then((res) => {
    console.log(res);
}).catch((err) => {
    console.log(err);
});

上方代码的打印结果是 1而不是 2详见注释。

Promise 规范

Promise 是⼀个拥有 then ⽅法的对象或函数。任何符合 promise 规范的对象或函数都可以成为 Promise。

关于 promise 规范的详细解读,可以看下面这个链接:

了解这些常见概念之后,接下来,我们来具体看看 promise 的代码是怎么写的。

Promise 封装定时器

传统写法

写法 1

// 定义一个异步的延迟函数异步函数结束1秒之后再执行cb回调函数
function fun1(cb) {
    setTimeout(function () {
        console.log('即将执行cb回调函数');
        cb();
    }, 1000);
}

// 先执行异步函数 fun1再执行回调函数 myCallback
fun1(myCallback);

// 定义回调函数
function myCallback() {
    console.log('我是延迟执行的cb回调函数');
}

写法 2精简版更常见

// 定义一个异步的延迟函数异步函数结束1秒之后再执行cb回调函数
function fun1(cb) {
    setTimeout(cb, 1000);
}

// 先执行异步函数fun1再执行回调函数
fun1(function () {
    console.log('我是延迟执行的cb回调函数');
});

上⾯的例⼦就是最传统的写法,在异步结束后通过传入回调函数的方式执⾏函数。

学习 Promise 之后,我们可以将这个异步函数封装为 Promise如下。

Promise 写法

function myPromise() {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(resolve, 1000);
    });
}

/* 【重要】上面的 myPromise 也可以写成:
function myPromise() {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(() => {
            resolve();
        }, 1000);
    });
}
*/

// 先执行异步函数 myPromise再执行回调函数
myPromise().then(() => {
    console.log('我是延迟执行的回调函数');
});

Promise 封装 Ajax 请求

传统写法

// 封装 ajax 请求:传入回调函数 success 和 fail
function ajax(url, success, fail) {
    var xmlhttp = new XMLHttpRequest();
    xmlhttp.open('GET', url);
    xmlhttp.send();
    xmlhttp.onreadystatechange = function () {
        if (xmlhttp.readyState === 4 && xmlhttp.status === 200) {
            success && success(xmlhttp.responseText);
        } else {
            // 这里的 && 符号,意思是:如果传了 fail 参数,就调用后面的 fail();如果没传 fail 参数,就不调用后面的内容。因为 fail 参数不一定会传。
            fail && fail(new Error('接口请求失败'));
        }
    };
}

// 执行 ajax 请求
ajax(
    '/a.json',
    (res) => {
        console.log('qianguyihao 第一个接口请求成功:' + JSON.stringify(res));
    },
    (err) => {
        console.log('qianguyihao 请求失败:' + JSON.stringify(err));
    }
);

上面的传统写法里,定义和执行 ajax 时需要传⼊ success 和 fail 这两个回调函数,进而执行回调函数。

注意看注释,callback && callback()这种格式的写法,很常见。

Promise 写法

有了 Promise 之后,我们不需要传入回调函数,而是:

  • 先将 promise 实例化;

  • 然后在原来执行回调函数的地方,改为执行对应的改变 promise 状态的函数;

  • 并通过 then ... catch 或者 then ...then 等写法,实现链式调用,提高代码可读性。

和传统写法相比promise 在写法上的大致区别是:定义异步函数的时候,将 callback 改为 resolve 和 reject待状态改变之后我们在外面控制具体执行哪些函数。

写法 1

// 封装 ajax 请求:传入回调函数 success 和 fail
function ajax(url, success, fail) {
    var xmlhttp = new XMLHttpRequest();
    xmlhttp.open('GET', url);
    xmlhttp.send();
    xmlhttp.onreadystatechange = function () {
        if (xmlhttp.readyState === 4 && xmlhttp.status === 200) {
            success && success(xmlhttp.responseText);
        } else {
            // 这里的 && 符号,意思是:如果传了 fail 参数,就调用后面的 fail();如果没传 fail 参数,就不调用后面的内容。因为 fail 参数不一定会传。
            fail && fail(new Error('接口请求失败'));
        }
    };
}

// 第一步model层的接口封装
function promiseA() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        ajax('xxx_a.json', (res) => {
            // 这里的 res 是接口的返回结果。返回码 retCode 是动态数据。
            if (res.retCode == 0) {
                // 接口请求成功时调用
                resolve('request success' + res);
            } else {
                // 接口请求失败时调用
                reject({ retCode: -1, msg: 'network error' });
            }
        });
    });
}

// 第二步:业务层的接口调用。这里的 data 就是 从 resolve 和 reject 传过来的,也就是从接口拿到的数据
promiseA()
    .then((res) => {
        // 从 resolve 获取正常结果:接口请求成功后,打印接口的返回结果
        console.log(res);
    })
    .catch((err) => {
        // 从 reject 获取异常结果
        console.log(err);
    });

上方代码中,当从接口返回的数据data.retCode的值(接口返回码)不同时,可能会走 resolve也可能会走 reject这个由你自己的业务决定。

接口返回的数据,一般是{ retCode: 0, msg: 'qianguyihao' } 这种 json 格式, retCode 为 0 代表请求接口成功,所以前端对应会写if (res.retCode == 0) 这样的逻辑。

另外,上面的写法中,是将 promise 实例定义成了一个函数 promiseA。我们也可以将 promise 实例定义成一个变量 promiseB,达到的效果和上面的代码是一模一样的。写法如下:(写法上略有区别)

写法 2

// 第一步model层的接口封装
const promiseB = new Promise((resolve, reject) => {
    ajax('xxx_a.json', (res) => {
        // 这里的 res 是接口的返回结果。返回码 retCode 是动态数据。
        if (res.retCode == 0) {
            // 接口请求成功时调用
            resolve('request success' + res);
        } else {
            // 接口请求失败时调用
            reject({ retCode: -1, msg: 'network error' });
        }
    });
});

// 第二步:业务层的接口调用。这里的 data 就是 从 resolve 和 reject 传过来的,也就是从接口拿到的数据
promiseB
    .then((res) => {
        // 从 resolve 获取正常结果
        console.log(res);
    })
    .catch((err) => {
        // 从 reject 获取异常结果
        console.log(err);
    });

注意,如果你用的是写法 1将 promise 实例定义为函数),则调用 promise 的时候是promiseA().then(),如果你用的是写法 2将 promise 实例定位为函数),则调用的时候用的是promiseB.then()。写法 1 多了个括号,不要搞混了。

处理 reject 失败状态的两种写法

我们有两种写法可以捕获并处理 reject 异常状态:

  • 写法 1通过 catch 方法捕获 状态变为已 reject 时的 promise

  • 写法 2then 可以传两个参数,第⼀个参数为 resolve 后执⾏,第⼆个参数为 reject 后执⾏。

代码格式

这两种写法的代码格式如下:

// 第一步model层的接口封装
function promiseA() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 这里做异步任务(比如 ajax 请求接口,或者定时器)
				...
        ...
    });
}

const onResolve = function (res) {
    console.log(res);
};

const onReject = function (err) {
    console.log(err);
};

// 写法1通过 catch 方法捕获 状态变为已拒绝时的 promise
promiseA().then(onResolve).catch(onReject);

// 写法2then 可以传两个参数,第⼀个参数为 resolve 后执⾏,第⼆个参数为 reject 后执⾏
promiseA().then(onResolve, onReject);

// 【错误写法】写法3通过 try catch 捕获 状态变为已拒绝时的 promise
// 这种写法是错误的,因为 try catch只能捕获同步代码里的异常而  promise.reject() 是异步代码。
try {
    promiseA().then(onResolve);
} catch (e) {
    // 语法上catch必须要传入一个参数否则报错
    onReject(e);
}

如注释所述:前面的段落里,我们捕获 reject 异常用的就是写法 1。如果你写法 2 也是可以的。

需要注意的是,上面的写法 3 是错误的。运行之后,控制台会报如下错误:

解释如下

try-catch 主要用于捕获异常,注意,这里的异常是指同步函数的异常。如果 try 里面的异步方法出现了异常,此时 catch 是无法捕获到异常的。

原因是:当异步函数抛出异常时,对于宏任务而言,执行函数时已经将该函数推入栈,此时并不在 try-catch 所在的栈,所以 try-catch 并不能捕获到错误。对于微任务而言(比如 promisepromise 的构造函数的异常只能被自带的 reject 也就是.catch 函数捕获到。

2写法 1 中,promiseA().then().catch()promiseA().catch().then()区别在于:前者可以捕获到 then 里面的异常,后者不可以。

代码举例

这两种写法的代码举例如下:

function promiseA() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 这里做异步任务(比如 ajax 请求接口,或者定时器)
            ...
            ...
    });
}

// 写法1
promiseB()
    .then((res) => {
        // 从 resolve 获取正常结果
        console.log('接口请求成功时,走这里');
        console.log(res);
    })
    .catch((err) => {
        // 从 reject 获取异常结果
        console.log('接口请求失败时,走这里');
        console.log(err);
    })
    .finally(() => {
        console.log('无论接口请求成功与否,都会走这里');
    });


// 写法 2和写法 1 等价)
promiseB()
    .then(
        (res) => {
            // 从 resolve 获取正常结果
            console.log('接口请求成功时,走这里');
            console.log(res);
        },
        (err) => {
            // 从 reject 获取异常结果
            console.log('接口请求失败时,走这里');
            console.log(err);
        }
    )
    .finally(() => {
        console.log('无论接口请求成功与否,都会走这里');
    });

代码解释:写法 1 和写法 2 的作用是完全等价的。只不过,写法 2 是把 catch 里面的代码作为 then 里面的第二个参数而已。

不处理 reject() 异常,会怎么样?

Promise状态深入理解resolve() 传入不同值的区别(重要)

执行 resolve()之后Promise 的状态一定会变成 fulfilled 吗?这是不一定的。

严格来说,在我们调用 resolve 时,如果 resolve()的参数中传入的值本身不是一个Promise,那么会将该 promise 的状态变成 fulfilled。

resolve()的参数中,可以传入哪些值呢?具体情况如下:

  • 情况1如果resolve()中传入普通的值或者普通对象那么这个值会作为then()回调的参数。Promise 的状态为fulfilled。
  • 情况2如果resolve()中传入的是另外一个新的 Promise,那么原 Promise 的状态将交给新的 Promise 决定
  • 情况3如果resolve()中传入的是一个对象,并且这个对象里有实现then()方法,那就会执行该then()方法,并且根据then()方法的结果来决定Promise的状态

情况1的代码已经在前面反复出现过了。这段重点讲一下情况2 和情况3。

情况3中我们通常称这个对象为 thenable 对象。thenable 的意思是,在某个对象或者函数中定义了一个 then() 方法,我们就称其为 thenable 对象/thenable函数。注意thenable对象里面的单词只能写 then不能写其他的单词如果写其他的单词就不是 thenable 对象了就不符合情况3而是符合情况1。

resolve() 中传入新的 Promise

代码举例:

const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {
  reject('promise2 的 reject');
});

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(promise2);
});

promise1
  .then(res => {
    console.log('qianguyihao then');
    console.log(res);
  })
  .catch(err => {
    console.log('qianguyihao catch');
    console.log(err);
  });

打印结果:

qianguyihao catch
promise2 的 reject

代码解释:

promise1 在执行resolve时传入的是 promise2。那么promise1接下来的状态将交给 promise2 处理。因为 promise2 执行的是 reject(),所以 promise1 的状态进入 rejected执行 catch() 方法。

上方代码中,如果把 promise1 和 promise2 的顺序换一下的话, 代码会报错:

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(promise2);
});

const promise2 = new Promise((resolve, reject) => {
  reject('promise2 的 reject');
});

promise1
  .then(res => {
    console.log('qianguyihao then');
  })
  .catch(err => {
    console.log('qianguyihao catch');
    console.log(err);
  });

报错如下:

image-20230520224902096

resolve()中传入 thenable 对象

代码举例:

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  // resolve 里传入了一个 thenable 对象,里面有一个 then()方法then()方法里执行的是 reject()
  resolve({
    name: 'qianguyihao',
    then: (resolve, reject) => {
      // 可以执行 resolve也可以执行 reject这里以 reject 为例
      reject('thenable reject');
    },
  });
});

promise1
  .then(res => {
    console.log('qianguyihao then');
    console.log(res);
  })
  .catch(err => {
    console.log('qianguyihao catch');
    console.log(err);
  });

打印结果:

qianguyihao catch
thenable reject

代码解释:

promise1 在执行resolve时传入的是一个 thenable 对象。thenable 对象里有一个 then()方法。那么promise1接下来的状态将由 thenable 对象 里的 then() 方法决定。当前的代码中, then() 里执行的是 reject(),所以 promise1 的状态进入 rejected执行 catch() 方法。

上方代码中,如果把 thenable 对象里的单词then改成then1会怎么样呢?那它就不是 thenable 对象,只是一个普通的对象,代码如下:

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  // resolve 里传入了一个 thenable 对象,里面有一个 then()方法then()方法里执行的是 reject()
  resolve({
    name: 'qianguyihao',
    // 把 单词 then 改成 then1就不符合 thenable 对象 的特征了
    then1: (resolve, reject) => {
      reject('thenable resolve');
    },
  });
});

promise1
  .then(res => {
    console.log('qianguyihao then');
    console.log(JSON.stringify(res));
  })
  .catch(err => {
    console.log('qianguyihao catch');
    console.log(err);
  });

打印结果:

qianguyihao then
{"name":"qianguyihao"}

总结

学习这些内容之后, 相信你已经对 Promise 有了基本了解。下一篇文章,我们来讲一讲 Promise 在实战开发的常见用法。

参考链接

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