Promise是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大。它由社区最早提出和实现,ES6将其写进了语言标准,统一了用法,原生提供了Promise对象。

所谓Promise,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。从语法上说,Promise是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise提供统一的API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。

Promise对象有以下两个特点。

  • 对象的状态不受外界影响。Promise对象代表一个异步操作,有三种状态:Pending(进行中)、Resolved(已完成,又称Fulfilled)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。

  • 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Resolved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。就算改变已经发生了,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。

有了Promise对象,就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。此外,Promise对象提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。

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)。

如果某些事件不断地反复发生,一般来说,使用stream模式(后续介绍)是比部署Promise更好的选择。

基本用法

ES6规定,Promise对象是一个构造函数,用来生成Promise实例。

下面代码创造了一个Promise实例。

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”(即从Pending变为Resolved),在异步操作成功时调用,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”(即从Pending变为Rejected),在异步操作失败时调用,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Reject状态的回调函数。

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Reject时调用。其中,第二个函数是可选的,不一定要提供。这两个函数都接受Promise对象传出的值作为参数。

下面是一个Promise对象的简单例子。

上面代码中,timeout方法返回一个Promise实例,表示一段时间以后才会发生的结果。过了指定的时间(ms参数)以后,Promise实例的状态变为Resolved,就会触发then方法绑定的回调函数。

Promise新建后就会立即执行。

上面代码中,Promise新建后立即执行,所以首先输出的是“Promise”。然后,then方法指定的回调函数,将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行,所以“Resolved”最后输出。

下面是异步加载图片的例子。

下面是一个用Promise对象实现的Ajax操作的例子。

上面代码中,getJSON是对XMLHttpRequest对象的封装,用于发出一个针对JSON数据的HTTP请求,并且返回一个Promise对象。需要注意的是,在getJSON内部,resolve函数和reject函数调用时,都带有参数。

如果调用resolve函数和reject函数时带有参数,那么它们的参数会被传递给回调函数。reject函数的参数通常是Error对象的实例,表示抛出的错误;resolve函数的参数除了正常的值以外,还可能是另一个Promise实例,表示异步操作的结果有可能是一个值,也有可能是另一个异步操作,比如像下面这样。

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Resolved或者Rejected,那么p2的回调函数将会立刻执行。

上面代码中,p1是一个Promise,3秒之后变为rejected。p2的状态由p1决定,1秒之后,p2调用resolve方法,但是此时p1的状态还没有改变,因此p2的状态也不会变。又过了2秒,p1变为rejected,p2也跟着变为rejected。

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。前面说过,then方法的第一个参数是Resolved状态的回调函数,第二个参数(可选)是Rejected状态的回调函数。

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。

上面的代码使用then方法,依次指定了两个回调函数。第一个回调函数完成以后,会将返回结果作为参数,传入第二个回调函数。

采用链式的then,可以指定一组按照次序调用的回调函数。这时,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。

上面代码中,第一个then方法指定的回调函数,返回的是另一个Promise对象。这时,第二个then方法指定的回调函数,就会等待这个新的Promise对象状态发生变化。如果变为Resolved,就调用funcA,如果状态变为Rejected,就调用funcB。

如果采用箭头函数,上面的代码可以写得更简洁。

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

上面代码中,getJSON方法返回一个Promise对象,如果该对象状态变为Resolved,则会调用then方法指定的回调函数;如果异步操作抛出错误,状态就会变为Rejected,就会调用catch方法指定的回调函数,处理这个错误。

上面代码中,Promise抛出一个错误,就被catch方法指定的回调函数捕获。注意,上面的写法与下面两种写法是等价的。

比较上面两种写法,可以发现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。

上面代码中,Promise在resolve语句后面,再抛出错误,不会被捕获,等于没有抛出。

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。

上面代码中,一共有三个Promise对象:一个由getJSON产生,两个由then产生。它们之中任何一个抛出的错误,都会被最后一个catch捕获。

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。

上面代码中,第二种写法要好于第一种写法,理由是前者更接近同步的写法(try/catch)。

跟传统的try/catch代码块不同的是,如果没有使用catch方法指定错误处理的回调函数,Promise对象抛出的错误不会传递到外层代码,即不会有任何反应。

上面代码中,someAsyncThing函数产生的Promise对象会报错,但是由于没有指定catch方法,这个错误不会被捕获,也不会传递到外层代码,导致运行后没有任何输出。注意,Chrome浏览器不遵守这条规定,它会抛出错误“ReferenceError: x is not defined”。

上面代码中,Promise指定在下一轮“事件循环”再抛出错误,结果由于没有指定使用try…catch语句,就冒泡到最外层,成了未捕获的错误。因为此时,Promise的函数体已经运行结束了,所以这个错误是在Promise函数体外抛出的。

Node.js有一个unhandledRejection事件,专门监听未捕获的reject错误。

上面代码中,unhandledRejection事件的监听函数有两个参数,第一个是错误对象,第二个是报错的Promise实例,它可以用来了解发生错误的环境信息。

需要注意的是,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。

上面代码运行完catch方法指定的回调函数,会接着运行后面那个then方法指定的回调函数。如果没有报错,则会跳过catch方法。

上面的代码因为没有报错,跳过了catch方法,直接执行后面的then方法。此时,要是then方法里面报错,就与前面的catch无关了。

catch方法之中,还能再抛出错误。

上面代码中,catch方法抛出一个错误,因为后面没有别的catch方法了,导致这个错误不会被捕获,也不会传递到外层。如果改写一下,结果就不一样了。

上面代码中,第二个catch方法用来捕获,前一个catch方法抛出的错误。

Promise.all()

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

上面代码中,Promise.all方法接受一个数组作为参数,p1、p2、p3都是Promise对象的实例,如果不是,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。(Promise.all方法的参数可以不是数组,但必须具有Iterator接口,且返回的每个成员都是Promise实例。)

p的状态由p1、p2、p3决定,分成两种情况。

  • 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。

  • 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。

下面是一个具体的例子。

上面代码中,promises是包含6个Promise实例的数组,只有这6个实例的状态都变成fulfilled,或者其中有一个变为rejected,才会调用Promise.all方法后面的回调函数。

下面是另一个例子。

上面代码中,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pickTopRecommentations这个回调函数。

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。

上面代码中,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。

下面是一个例子,如果指定时间内没有获得结果,就将Promise的状态变为reject,否则变为resolve。

上面代码中,如果5秒之内fetch方法无法返回结果,变量p的状态就会变为rejected,从而触发catch方法指定的回调函数。

Promise.resolve()

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。

上面代码将jQuery生成的deferred对象,转为一个新的Promise对象。

Promise.resolve等价于下面的写法。

Promise.resolve方法的参数分成四种情况。
  • 参数是一个Promise实例

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。

  • 参数是一个thenable对象

thenable对象指的是具有then方法的对象,比如下面这个对象。

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。

上面代码中,thenable对象的then方法执行后,对象p1的状态就变为resolved,从而立即执行最后那个then方法指定的回调函数,输出42。

  • 参数不是具有then方法的对象,或根本就不是对象

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。

上面代码生成一个新的Promise对象的实例p。由于字符串Hello不属于异步操作(判断方法是它不是具有then方法的对象),返回Promise实例的状态从一生成就是Resolved,所以回调函数会立即执行。Promise.resolve方法的参数,会同时传给回调函数。

  • 不带有任何参数

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。

上面代码的变量p就是一个Promise对象。

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。它的参数用法与Promise.resolve方法完全一致。

上面代码生成一个Promise对象的实例p,状态为rejected,回调函数会立即执行。

两个有用的附加方法

ES6的Promise API提供的方法不是很多,有些有用的方法可以自己部署。下面介绍如何部署两个不在ES6之中、但很有用的方法。

done()

Promise对象的回调链,不管以then方法或catch方法结尾,要是最后一个方法抛出错误,都有可能无法捕捉到(因为Promise内部的错误不会冒泡到全局)。因此,我们可以提供一个done方法,总是处于回调链的尾端,保证抛出任何可能出现的错误。

它的实现代码相当简单。

从上面代码可见,done方法的使用,可以像then方法那样用,提供Fulfilled和Rejected状态的回调函数,也可以不提供任何参数。但不管怎样,done都会捕捉到任何可能出现的错误,并向全局抛出。

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。它与done方法的最大区别,它接受一个普通的回调函数作为参数,该函数不管怎样都必须执行。

下面是一个例子,服务器使用Promise处理请求,然后使用finally方法关掉服务器。

上面代码中,不管前面的Promise是fulfilled还是rejected,都会执行回调函数callback。

应用
加载图片

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。

Generator函数与Promise的结合

使用Generator函数管理流程,遇到异步操作的时候,通常返回一个Promise对象。

上面代码的Generator函数g之中,有一个异步操作getFoo,它返回的就是一个Promise对象。函数run用来处理这个Promise对象,并调用下一个next方法。

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