Promise

1. 含义

Promise 是异步编程的一种解决方案，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。

Promise对象有以下两个特点。

  1. 对象的状态不受外界影响。有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已成功）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fulfilled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，这时就称为 resolved（已定型）。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。

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）。

2. 基本用法

ES6 规定，Promise对象是一个构造函数，用来生成Promise实例。

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

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

Promise构造函数接受一个函数作为参数，该函数的两个参数分别是resolve和reject。它们是两个函数，由 JavaScript 引擎提供，不用自己部署。

resolve函数的作用是，将Promise对象的状态从“未完成”变为“成功”，并将异步操作的结果，作为参数传递出去

reject函数的作用是，将Promise对象的状态从“未完成”变为“失败”，并将异步操作报出的错误，作为参数传递出去。

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

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

then方法可以接受两个回调函数作为参数。第一个回调函数是Promise对象的状态变为resolved时调用，第二个回调函数是Promise对象的状态变为rejected时调用。其中，第二个函数是可选的，不一定要提供。

下面是异步加载图片的例子。

function loadImageAsync(url) {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    const 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。

const getJSON = function(url) {
  const promise = new Promise(function(resolve, reject){
    const handler = function() {
      if (this.readyState !== 4) {
        return;
      }
      if (this.status === 200) {
        resolve(this.response);
      } else {
        reject(new Error(this.statusText));
      }
    };
    const client = new XMLHttpRequest();
    client.open("GET", url);
    client.onreadystatechange = handler;
    client.responseType = "json";
    client.setRequestHeader("Accept", "application/json");
    client.send();

  });

  return promise;
};

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

resolve函数的参数除了正常的值以外，还可能是另一个 Promise 实例

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

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

调用resolve或reject并不会终结 Promise 的参数函数的执行。

new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1);
  console.log(2);
}).then(r => {
  console.log(r);
});
// 2
// 1

一般来说，调用resolve或reject以后，Promise 的使命就完成了，后继操作应该放到then方法里面，而不应该直接写在resolve或reject的后面。所以，最好在它们前面加上return语句，这样就不会有意外。

new Promise((resolve, reject) => {
  return resolve(1);
  // 后面的语句不会执行
  console.log(2);
})

3. 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。

then方法返回的是一个新的Promise实例（注意，不是原来那个Promise实例）。因此可以采用链式写法，即then方法后面再调用另一个then方法。

getJSON("/posts.json").then(function(json) {
  return json.post;
}).then(function(post) {
  // ...
});

前一个回调函数，有可能返回的还是一个Promise对象（即有异步操作），这时后一个回调函数，就会等待该Promise对象的状态发生变化，才会被调用。

getJSON("/post/1.json").then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function (comments) {
  console.log("resolved: ", comments);
}, function (err){
  console.log("rejected: ", err);
});

4. Promise.prototype.catch()

Promise.prototype.catch方法是.then(null, rejection)或.then(undefined, rejection)的别名，用于指定发生错误时的回调函数。

getJSON('/posts.json').then(function(posts) {
  // ...
}).catch(function(error) {
  // 处理 getJSON 和 前一个回调函数运行时发生的错误
  console.log('发生错误！', error);
});

reject方法的作用，等同于抛出错误。

如果 Promise 状态已经变成resolved，再抛出错误是无效的。

const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  resolve('ok');
  throw new Error('test');
});
promise
  .then(function(value) { console.log(value) })
  .catch(function(error) { console.log(error) });
// ok

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。

getJSON('/post/1.json').then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function(comments) {
  // some code
}).catch(function(error) {
  // 处理前面三个Promise产生的错误
});

一般来说，不要在then方法里面定义 Reject 状态的回调函数（即then的第二个参数），总是使用catch方法。

// bad
promise
  .then(function(data) {
    // success
  }, function(err) {
    // error
  });

// good
promise
  .then(function(data) { //cb
    // success
  })
  .catch(function(err) {
    // error
  });

后者写法可以捕获前面then方法执行中的错误，也更接近同步的写法（try/catch）。因此，建议总是使用catch方法，而不使用then方法的第二个参数。

const someAsyncThing = function() {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    // 下面一行会报错，因为x没有声明
    resolve(x + 2);
  });
};

someAsyncThing().then(function() {
  console.log('everything is great');
});

setTimeout(() => { console.log(123) }, 2000);
// Uncaught (in promise) ReferenceError: x is not defined
// 123

someAsyncThing函数产生的 Promise 对象，内部有语法错误。浏览器运行到这一行，会打印出错误提示ReferenceError: x is not defined，但是不会退出进程、终止脚本执行，2 秒之后还是会输出123。Promise 内部的错误不会影响到 Promise 外部的代码，通俗的说法就是“Promise 会吃掉错误”。

这个脚本放在服务器执行，退出码就是0（即表示执行成功）。不过，Node 有一个unhandledRejection事件，专门监听未捕获的reject错误，上面的脚本会触发这个事件的监听函数，可以在监听函数里面抛出错误。

process.on('unhandledRejection', function (err, p) {
  throw err;
});

Promise 对象后面要跟catch方法，这样可以处理 Promise 内部发生的错误。catch方法返回的还是一个 Promise 对象，因此后面还可以接着调用then方法。

const someAsyncThing = function() {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    // 下面一行会报错，因为x没有声明
    resolve(x + 2);
  });
};

someAsyncThing()
.catch(function(error) {
  console.log('oh no', error);
})
.then(function() {
  console.log('carry on');
});
// oh no [ReferenceError: x is not defined]
// carry on

5. Promise.prototype.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。该方法是 ES2018 引入标准的。

promise
.then(result => {···})
.catch(error => {···})
.finally(() => {···});

6. Promise.all()

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

const 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。

// 生成一个Promise对象的数组
const promises = [2, 3, 5, 7, 11, 13].map(function (id) {
  return getJSON('/post/' + id + ".json");
});

Promise.all(promises).then(function (posts) {
  // ...
}).catch(function(reason){
  // ...
});
const databasePromise = connectDatabase();

const booksPromise = databasePromise
  .then(findAllBooks);

const userPromise = databasePromise
  .then(getCurrentUser);

Promise.all([
  booksPromise,
  userPromise
])
.then(([books, user]) => pickTopRecommendations(books, user));

booksPromise和userPromise是两个异步操作，只有等到它们的结果都返回了，才会触发pickTopRecommendations这个回调函数。

如果作为参数的 Promise 实例，自己定义了catch方法，那么它一旦被rejected，并不会触发Promise.all()的catch方法。

如果all的参数中任何一个有catch方法就不会走到all的catch方法

7. 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。

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

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.race()方法的参数与Promise.all()方法一样，如果不是 Promise 实例，就会先调用下面讲到的Promise.resolve()方法，将参数转为 Promise 实例，再进一步处理。

8. Promise.allSettled()

Promise.allSettled()方法接受一组 Promise 实例作为参数，包装成一个新的 Promise 实例。只有等到所有这些参数实例都返回结果，不管是fulfilled还是rejected，包装实例才会结束。

const promises = [
  fetch('/api-1'),
  fetch('/api-2'),
  fetch('/api-3'),
];

await Promise.allSettled(promises);
removeLoadingIndicator();

上面代码对服务器发出三个请求，等到三个请求都结束，不管请求成功还是失败，加载的滚动图标就会消失。

9. Promise.any()

Promise.any()方法接受一组 Promise 实例作为参数，包装成一个新的 Promise 实例。只要参数实例有一个变成fulfilled状态，包装实例就会变成fulfilled状态；如果所有参数实例都变成rejected状态，包装实例就会变成rejected状态。

Promise.any()跟Promise.race()方法很像，只有一点不同，就是不会因为某个 Promise 变成rejected状态而结束。

const promises = [
  fetch('/endpoint-a').then(() => 'a'),
  fetch('/endpoint-b').then(() => 'b'),
  fetch('/endpoint-c').then(() => 'c'),
];
try {
  const first = await Promise.any(promises);
  console.log(first);
} catch (error) {
  console.log(error);
}

10. Promise.resove()

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。

const jsPromise = Promise.resolve($.ajax('/whatever.json'));

Promise.resolve()等价于下面的写法。

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

Promise.resolve方法的参数分成四种情况。

  1. 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,也就是具有then方法的对象

Promise.resolve方法会将这个对象转为 Promise 对象，然后就立即执行thenable对象的then方法。

let thenable = {
  then: function(resolve, reject) {
    resolve(42);
  }
};

let p1 = Promise.resolve(thenable);
p1.then(function(value) {
  console.log(value);  // 42
});

  1. 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。

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

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

Promise.resolve()方法允许调用时不带参数，直接返回一个resolved状态的 Promise 对象。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。

const p = Promise.resolve();

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

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。

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

Promise.resolve().then(function () {
  console.log('two');
});

console.log('one');

// one
// two
// three

11. 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。

const p = Promise.reject('出错了');
// 等同于
const p = new Promise((resolve, reject) => reject('出错了'))

p.then(null, function (s) {
  console.log(s)
});
// 出错了

12. 应用

我们可以将图片的加载写成一个Promise，一旦加载完成，Promise的状态就发生变化。

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

13. Promise.try()

不知道或者不想区分，函数f是同步函数还是异步操作，但是想用 Promise 来处理它。因为这样就可以不管f是否包含异步操作，都用then方法指定下一步流程，用catch方法处理f抛出的错误。一般就会采用下面的写法。

Promise.resolve().then(f)

上面的写法有一个缺点，就是如果f是同步函数，那么它会在本轮事件循环的末尾执行。

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

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

第二行是一个立即执行的匿名函数，会立即执行里面的async函数，因此如果f是同步的，就会得到同步的结果；如果f是异步的，就可以用then指定下一步

(async () => f())()
.then(...)

async () => f()会吃掉f()抛出的错误。所以，如果想捕获错误，要使用promise.catch方法。

(async () => f())()
.then(...)
.catch(...)

第二种写法是使用new Promise()。

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

由于Promise.try为所有操作提供了统一的处理机制，所以如果想用then方法管理流程，最好都用Promise.try包装一下。这样有许多好处，其中一点就是可以更好地管理异常。

function getUsername(userId) {
  return database.users.get({id: userId})
  .then(function(user) {
    return user.name;
  });
}

上面代码中，database.users.get()返回一个 Promise 对象，如果抛出异步错误，可以用catch方法捕获，就像下面这样写。

database.users.get({id: userId})
.then(...)
.catch(...)

但是database.users.get()可能还会抛出同步错误（比如数据库连接错误，具体要看实现方法），这时你就不得不用try...catch去捕获。

try {
  database.users.get({id: userId})
  .then(...)
  .catch(...)
} catch (e) {
  // ...
}

上面这样的写法就很笨拙了，这时就可以统一用promise.catch()捕获所有同步和异步的错误。

Promise.try(() => database.users.get({id: userId}))
  .then(...)
  .catch(...)

Promise.try就是模拟try代码块，就像promise.catch模拟的是catch代码块。

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