本篇文章主要在于探究 Promise 的实现原理，带领大家一步一步实现一个 Promise , 不对其用法做说明，如果读者还对Promise的用法不了解，可以查看阮一峰老师的ES6 Promise教程。
1. Promise 基本结构
new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('FULFILLED')
}, 1000)
})
构造函数Promise必须接受一个函数作为参数，我们称该函数为handle，handle又包含resolve和reject两个参数，它们是两个函数。
定义一个判断一个变量是否为函数的方法，后面会用到
// 判断变量否为function
const isFunction = variable => typeof variable === 'function'
首先，我们定义一个名为 MyPromise 的 Class，它接受一个函数 handle 作为参数
class MyPromise {
constructor (handle) {
if (!isFunction(handle)) {
throw new Error('MyPromise must accept a function as a parameter')
}
}
}
再往下看
2. Promise 状态和值
Promise 对象存在以下三种状态：
Pending(进行中)
Fulfilled(已成功)
Rejected(已失败)
状态只能由 Pending 变为 Fulfilled 或由 Pending 变为 Rejected ，且状态改变之后不会在发生变化，会一直保持这个状态。
Promise的值是指状态改变时传递给回调函数的值
上文中handle函数包含 resolve 和 reject 两个参数，它们是两个函数，可以用于改变 Promise 的状态和传入 Promise 的值
new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('FULFILLED')
}, 1000)
})
这里 resolve 传入的 "FULFILLED" 就是 Promise 的值
resolve 和 reject
resolve : 将Promise对象的状态从 Pending(进行中) 变为 Fulfilled(已成功)
reject : 将Promise对象的状态从 Pending(进行中) 变为 Rejected(已失败)
resolve 和 reject 都可以传入任意类型的值作为实参，表示 Promise 对象成功（Fulfilled）和失败（Rejected）的值
了解了 Promise 的状态和值，接下来，我们为 MyPromise 添加状态属性和值
首先定义三个常量，用于标记Promise对象的三种状态
// 定义Promise的三种状态常量
const PENDING = 'PENDING'
const FULFILLED = 'FULFILLED'
const REJECTED = 'REJECTED'
再为 MyPromise 添加状态和值，并添加状态改变的执行逻辑
class MyPromise {
constructor (handle) {
if (!isFunction(handle)) {
throw new Error('MyPromise must accept a function as a parameter')
}
// 添加状态
this._status = PENDING
// 添加状态
this._value = undefined
// 执行handle
try {
handle(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this))
} catch (err) {
this._reject(err)
}
}
// 添加resovle时执行的函数
_resolve (val) {
if (this._status !== PENDING) return
this._status = FULFILLED
this._value = val
}
// 添加reject时执行的函数
_reject (err) {
if (this._status !== PENDING) return
this._status = REJECTED
this._value = err
}
}
这样就实现了 Promise 状态和值的改变。下面说一说 Promise 的核心: then 方法
3. Promise 的 then 方法
Promise 对象的 then 方法接受两个参数：
promise.then(onFulfilled, onRejected)
参数可选
onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数。
如果 onFulfilled 或 onRejected 不是函数，其必须被忽略
onFulfilled 特性
如果 onFulfilled 是函数：
当 promise 状态变为成功时必须被调用，其第一个参数为 promise 成功状态传入的值（ resolve 执行时传入的值）
在 promise 状态改变前其不可被调用
其调用次数不可超过一次
onRejected 特性
如果 onRejected 是函数：
当 promise 状态变为失败时必须被调用，其第一个参数为 promise 失败状态传入的值（ reject 执行时传入的值）
在 promise 状态改变前其不可被调用
其调用次数不可超过一次
多次调用
then 方法可以被同一个 promise 对象调用多次
当 promise 成功状态时，所有 onFulfilled 需按照其注册顺序依次回调
当 promise 失败状态时，所有 onRejected 需按照其注册顺序依次回调
返回
then 方法必须返回一个新的 promise 对象
promise2 = promise1.then(onFulfilled, onRejected);
复制代码因此 promise 支持链式调用
promise1.then(onFulfilled1, onRejected1).then(onFulfilled2, onRejected2);
复制代码这里涉及到 Promise 的执行规则，包括“值的传递”和“错误捕获”机制：
1、如果 onFulfilled 或者 onRejected 返回一个值 x ，则运行下面的 Promise 解决过程：[[Resolve]](promise2, x)
若 x 不为 Promise ，则使 x 直接作为新返回的 Promise 对象的值， 即新的onFulfilled 或者 onRejected 函数的参数.
若 x 为 Promise ，这时后一个回调函数，就会等待该 Promise 对象(即 x )的状态发生变化，才会被调用，并且新的 Promise 状态和 x 的状态相同。
下面的例子用于帮助理解：
let promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve()
}, 1000)
})
promise2 = promise1.then(res => {
// 返回一个普通值
return '这里返回一个普通值'
})
promise2.then(res => {
console.log(res) //1秒后打印出：这里返回一个普通值
})
let promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve()
}, 1000)
})
promise2 = promise1.then(res => {
// 返回一个Promise对象
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('这里返回一个Promise')
}, 2000)
})
})
promise2.then(res => {
console.log(res) //3秒后打印出：这里返回一个Promise
})
2、如果 onFulfilled 或者onRejected 抛出一个异常 e ，则 promise2 必须变为失败（Rejected），并返回失败的值 e，例如：
let promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('success')
}, 1000)
})
promise2 = promise1.then(res => {
throw new Error('这里抛出一个异常e')
})
promise2.then(res => {
console.log(res)
}, err => {
console.log(err) //1秒后打印出：这里抛出一个异常e
})
3、如果onFulfilled 不是函数且 promise1 状态为成功（Fulfilled）， promise2 必须变为成功（Fulfilled）并返回 promise1 成功的值，例如：
let promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('success')
}, 1000)
})
promise2 = promise1.then('这里的onFulfilled本来是一个函数，但现在不是')
promise2.then(res => {
console.log(res) // 1秒后打印出：success
}, err => {
console.log(err)
})
4、如果 onRejected 不是函数且 promise1 状态为失败（Rejected），
promise2必须变为失败（Rejected） 并返回 promise1 失败的值，例如：
let promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
reject('fail')
}, 1000)
})
promise2 = promise1.then(res => res, '这里的onRejected本来是一个函数，但现在不是')
promise2.then(res => {
console.log(res)
}, err => {
console.log(err) // 1秒后打印出：fail
})
根据上面的规则，我们来为 完善 MyPromise
修改 constructor : 增加执行队列
由于 then 方法支持多次调用，我们可以维护两个数组，将每次 then 方法注册时的回调函数添加到数组中，等待执行
constructor (handle) {
if (!isFunction(handle)) {
throw new Error('MyPromise must accept a function as a parameter')
}
// 添加状态
this._status = PENDING
// 添加状态
this._value = undefined
// 添加成功回调函数队列
this._fulfilledQueues = []
// 添加失败回调函数队列
this._rejectedQueues = []
// 执行handle
try {
handle(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this))
} catch (err) {
this._reject(err)
}
}
添加then方法
首先，then 返回一个新的 Promise 对象，并且需要将回调函数加入到执行队列中
// 添加then方法
then (onFulfilled, onRejected) {
const { _value, _status } = this
switch (_status) {
// 当状态为pending时，将then方法回调函数加入执行队列等待执行
case PENDING:
this._fulfilledQueues.push(onFulfilled)
this._rejectedQueues.push(onRejected)
break
// 当状态已经改变时，立即执行对应的回调函数
case FULFILLED:
onFulfilled(_value)
break
case REJECTED:
onRejected(_value)
break
}
// 返回一个新的Promise对象
return new MyPromise((onFulfilledNext, onRejectedNext) => {
})
}
那返回的新的 Promise 对象什么时候改变状态？改变为哪种状态呢？
根据上文中 then 方法的规则，我们知道返回的新的 Promise 对象的状态依赖于当前 then 方法回调函数执行的情况以及返回值，例如 then 的参数是否为一个函数、回调函数执行是否出错、返回值是否为 Promise 对象。
我们来进一步完善 then 方法:
// 添加then方法
then (onFulfilled, onRejected) {
const { _value, _status } = this
// 返回一个新的Promise对象
return new MyPromise((onFulfilledNext, onRejectedNext) => {
// 封装一个成功时执行的函数
let fulfilled = value => {
try {
if (!isFunction(onFulfilled)) {
onFulfilledNext(value)
} else {
let res = onFulfilled(value);
if (res instanceof MyPromise) {
// 如果当前回调函数返回MyPromise对象，必须等待其状态改变后在执行下一个回调
res.then(onFulfilledNext, onRejectedNext)
} else {
//否则会将返回结果直接作为参数，传入下一个then的回调函数，并立即执行下一个then的回调函数
onFulfilledNext(res)
}
}
} catch (err) {
// 如果函数执行出错，新的Promise对象的状态为失败
onRejectedNext(err)
}
}
// 封装一个失败时执行的函数
let rejected = error => {
try {
if (!isFunction(onRejected)) {
onRejectedNext(error)
} else {
let res = onRejected(error);
if (res instanceof MyPromise) {
// 如果当前回调函数返回MyPromise对象，必须等待其状态改变后在执行下一个回调
res.then(onFulfilledNext, onRejectedNext)
} else {
//否则会将返回结果直接作为参数，传入下一个then的回调函数，并立即执行下一个then的回调函数
onFulfilledNext(res)
}
}
} catch (err) {
// 如果函数执行出错，新的Promise对象的状态为失败
onRejectedNext(err)
}
}
switch (_status) {
// 当状态为pending时，将then方法回调函数加入执行队列等待执行
case PENDING:
this._fulfilledQueues.push(fulfilled)
this._rejectedQueues.push(rejected)
break
// 当状态已经改变时，立即执行对应的回调函数
case FULFILLED:
fulfilled(_value)
break
case REJECTED:
rejected(_value)
break
}
})
}
这一部分可能不太好理解，读者需要结合上文中 then 方法的规则来细细的分析。
接着修改 _resolve 和 _reject ：依次执行队列中的函数
当 resolve 或 reject 方法执行时，我们依次提取成功或失败任务队列当中的函数开始执行，并清空队列，从而实现 then 方法的多次调用，实现的代码如下：
// 添加resovle时执行的函数
_resolve (val) {
if (this._status !== PENDING) return
// 依次执行成功队列中的函数，并清空队列
const run = () => {
this._status = FULFILLED
this._value = val
let cb;
while (cb = this._fulfilledQueues.shift()) {
cb(val)
}
}
// 为了支持同步的Promise，这里采用异步调用
setTimeout(() => run(), 0)
}
// 添加reject时执行的函数
_reject (err) {
if (this._status !== PENDING) return
// 依次执行失败队列中的函数，并清空队列
const run = () => {
this._status = REJECTED
this._value = err
let cb;
while (cb = this._rejectedQueues.shift()) {
cb(err)
}
}
// 为了支持同步的Promise，这里采用异步调用
setTimeout(run, 0)
}
这里还有一种特殊的情况，就是当 resolve 方法传入的参数为一个 Promise 对象时，则该 Promise 对象状态决定当前 Promise 对象的状态。
const p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
// ...
});
const p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
// ...
resolve(p1);
})
上面代码中，p1 和 p2 都是 Promise 的实例，但是 p2 的resolve方法将 p1 作为参数，即一个异步操作的结果是返回另一个异步操作。
注意，这时 p1 的状态就会传递给 p2，也就是说，p1 的状态决定了 p2 的状态。如果 p1 的状态是Pending，那么 p2 的回调函数就会等待 p1 的状态改变；如果 p1 的状态已经是 Fulfilled 或者 Rejected，那么 p2 的回调函数将会立刻执行。
我们来修改_resolve来支持这样的特性
// 添加resovle时执行的函数
_resolve (val) {
const run = () => {
if (this._status !== PENDING) return
// 依次执行成功队列中的函数，并清空队列
const runFulfilled = (value) => {
let cb;
while (cb = this._fulfilledQueues.shift()) {
cb(value)
}
}
// 依次执行失败队列中的函数，并清空队列
const runRejected = (error) => {
let cb;
while (cb = this._rejectedQueues.shift()) {
cb(error)
}
}
/* 如果resolve的参数为Promise对象，则必须等待该Promise对象状态改变后,
当前Promsie的状态才会改变，且状态取决于参数Promsie对象的状态
*/
if (val instanceof MyPromise) {
val.then(value => {
this._value = value
this._status = FULFILLED
runFulfilled(value)
}, err => {
this._value = err
this._status = REJECTED
runRejected(err)
})
} else {
this._value = val
this._status = FULFILLED
runFulfilled(val)
}
}
// 为了支持同步的Promise，这里采用异步调用
setTimeout(run, 0)
}
这样一个Promise就基本实现了，现在我们来加一些其它的方法
catch 方法
相当于调用 then 方法, 但只传入 Rejected 状态的回调函数
// 添加catch方法
catch (onRejected) {
return this.then(undefined, onRejected)
}
静态 resolve 方法
// 添加静态resolve方法
static resolve (value) {
// 如果参数是MyPromise实例，直接返回这个实例
if (value instanceof MyPromise) return value
return new MyPromise(resolve => resolve(value))
}
静态 reject 方法
// 添加静态reject方法
static reject (value) {
return new MyPromise((resolve ,reject) => reject(value))
}
静态 all 方法
// 添加静态all方法
static all (list) {
return new MyPromise((resolve, reject) => {
/**
* 返回值的集合
*/
let values = []
let count = 0
for (let [i, p] of list.entries()) {
// 数组参数如果不是MyPromise实例，先调用MyPromise.resolve
this.resolve(p).then(res => {
values[i] = res
count++
// 所有状态都变成fulfilled时返回的MyPromise状态就变成fulfilled
if (count === list.length) resolve(values)
}, err => {
// 有一个被rejected时返回的MyPromise状态就变成rejected
reject(err)
})
}
})
}
静态 race 方法
// 添加静态race方法
static race (list) {
return new MyPromise((resolve, reject) => {
for (let p of list) {
// 只要有一个实例率先改变状态，新的MyPromise的状态就跟着改变
this.resolve(p).then(res => {
resolve(res)
}, err => {
reject(err)
})
}
})
}
finally 方法
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
finally (cb) {
return this.then(
value => MyPromise.resolve(cb()).then(() => value),
reason => MyPromise.resolve(cb()).then(() => { throw reason })
);
};
这样一个完整的 Promsie 就实现了，大家对 Promise 的原理也有了解，可以让我们在使用Promise的时候更加清晰明了。
完整代码如下
// 判断变量否为function
const isFunction = variable => typeof variable === 'function'
// 定义Promise的三种状态常量
const PENDING = 'PENDING'
const FULFILLED = 'FULFILLED'
const REJECTED = 'REJECTED'
class MyPromise {
constructor (handle) {
if (!isFunction(handle)) {
throw new Error('MyPromise must accept a function as a parameter')
}
// 添加状态
this._status = PENDING
// 添加状态
this._value = undefined
// 添加成功回调函数队列
this._fulfilledQueues = []
// 添加失败回调函数队列
this._rejectedQueues = []
// 执行handle
try {
handle(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this))
} catch (err) {
this._reject(err)
}
}
// 添加resovle时执行的函数
_resolve (val) {
const run = () => {
if (this._status !== PENDING) return
// 依次执行成功队列中的函数，并清空队列
const runFulfilled = (value) => {
let cb;
while (cb = this._fulfilledQueues.shift()) {
cb(value)
}
}
// 依次执行失败队列中的函数，并清空队列
const runRejected = (error) => {
let cb;
while (cb = this._rejectedQueues.shift()) {
cb(error)
}
}
/* 如果resolve的参数为Promise对象，则必须等待该Promise对象状态改变后,
当前Promsie的状态才会改变，且状态取决于参数Promsie对象的状态
*/
if (val instanceof MyPromise) {
val.then(value => {
this._value = value
this._status = FULFILLED
runFulfilled(value)
}, err => {
this._value = err
this._status = REJECTED
runRejected(err)
})
} else {
this._value = val
this._status = FULFILLED
runFulfilled(val)
}
}
// 为了支持同步的Promise，这里采用异步调用
setTimeout(run, 0)
}
// 添加reject时执行的函数
_reject (err) {
if (this._status !== PENDING) return
// 依次执行失败队列中的函数，并清空队列
const run = () => {
this._status = REJECTED
this._value = err
let cb;
while (cb = this._rejectedQueues.shift()) {
cb(err)
}
}
// 为了支持同步的Promise，这里采用异步调用
setTimeout(run, 0)
}
// 添加then方法
then (onFulfilled, onRejected) {
const { _value, _status } = this
// 返回一个新的Promise对象
return new MyPromise((onFulfilledNext, onRejectedNext) => {
// 封装一个成功时执行的函数
let fulfilled = value => {
try {
if (!isFunction(onFulfilled)) {
onFulfilledNext(value)
} else {
let res = onFulfilled(value);
if (res instanceof MyPromise) {
// 如果当前回调函数返回MyPromise对象，必须等待其状态改变后在执行下一个回调
res.then(onFulfilledNext, onRejectedNext)
} else {
//否则会将返回结果直接作为参数，传入下一个then的回调函数，并立即执行下一个then的回调函数
onFulfilledNext(res)
}
}
} catch (err) {
// 如果函数执行出错，新的Promise对象的状态为失败
onRejectedNext(err)
}
}
// 封装一个失败时执行的函数
let rejected = error => {
try {
if (!isFunction(onRejected)) {
onRejectedNext(error)
} else {
let res = onRejected(error);
if (res instanceof MyPromise) {
// 如果当前回调函数返回MyPromise对象，必须等待其状态改变后在执行下一个回调
res.then(onFulfilledNext, onRejectedNext)
} else {
//否则会将返回结果直接作为参数，传入下一个then的回调函数，并立即执行下一个then的回调函数
onFulfilledNext(res)
}
}
} catch (err) {
// 如果函数执行出错，新的Promise对象的状态为失败
onRejectedNext(err)
}
}
switch (_status) {
// 当状态为pending时，将then方法回调函数加入执行队列等待执行
case PENDING:
this._fulfilledQueues.push(fulfilled)
this._rejectedQueues.push(rejected)
break
// 当状态已经改变时，立即执行对应的回调函数
case FULFILLED:
fulfilled(_value)
break
case REJECTED:
rejected(_value)
break
}
})
}
// 添加catch方法
catch (onRejected) {
return this.then(undefined, onRejected)
}
// 添加静态resolve方法
static resolve (value) {
// 如果参数是MyPromise实例，直接返回这个实例
if (value instanceof MyPromise) return value
return new MyPromise(resolve => resolve(value))
}
// 添加静态reject方法
static reject (value) {
return new MyPromise((resolve ,reject) => reject(value))
}
// 添加静态all方法
static all (list) {
return new MyPromise((resolve, reject) => {
/**
* 返回值的集合
*/
let values = []
let count = 0
for (let [i, p] of list.entries()) {
// 数组参数如果不是MyPromise实例，先调用MyPromise.resolve
this.resolve(p).then(res => {
values[i] = res
count++
// 所有状态都变成fulfilled时返回的MyPromise状态就变成fulfilled
if (count === list.length) resolve(values)
}, err => {
// 有一个被rejected时返回的MyPromise状态就变成rejected
reject(err)
})
}
})
}
// 添加静态race方法
static race (list) {
return new MyPromise((resolve, reject) => {
for (let p of list) {
// 只要有一个实例率先改变状态，新的MyPromise的状态就跟着改变
this.resolve(p).then(res => {
resolve(res)
}, err => {
reject(err)
})
}
})
}
finally (cb) {
return this.then(
value => MyPromise.resolve(cb()).then(() => value),
reason => MyPromise.resolve(cb()).then(() => { throw reason })
);
}
}
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