JavaScript異步編程(1)- ECMAScript 6的Promise對象


JavaScript的Callback機制深入人心。而ECMAScript的世界同樣充斥的各種異步操作(異步IO、setTimeout等)。異步和Callback的搭載很容易就衍生"回調金字塔"。——由此產生Deferred/Promise。

Deferred起源於Python,后來被CommonJS挖掘並發揚光大,得到了大名鼎鼎的Promise,並且已經納入ECMAScript 6(JavaScript下一版本)。

Promise/Deferred是當今最著名的異步模型,不僅強壯了JavaScript Event Loop(事件輪詢)機制下異步代碼的模型,同時增強了異步代碼的可靠性。—— 匠者為之,以惠匠者。
> 本文內容如下: > > - Promise應對的問題 > - Promise的解決 > - ECMAScript 6 Promise > - 參考和引用

Promise應對的問題

JavaScript充斥着Callback,例如下面的代碼:

(function (num) {//從外面接收一個參數
    var writeName = function (callback) {
        if (num === 1)
            callback();
    }
    writeName(function () {//callback
        console.log("i'm linkFly");
    });
})(1);

把一個函數通過參數傳遞,那么這個函數叫做Callback(回調函數)。

JavaScript也充斥着異步操作——例如ajax。下面的代碼就是一段異步操作:

    var name;
    setTimeout(function () {
        name = 'linkFly';
    }, 1000);//1s后執行
    console.log(name);//輸出undefined

這段代碼的運行邏輯是這樣的:
Callback Demo

我們的總是遇見這樣的情況:一段代碼異步執行,后續的代碼卻需要等待異步代碼的,如果在異步代碼之前執行,就會如上面的console.log(name)一樣,輸出undefined,這並不是我們想要的效果。

類似的情況總是發生在我們經常要使用的ajax上:

    $.ajax({
        url: 'http://www.cnblogs.com/silin6/map',
        success: function (key) {
            //我們必須要等待這個ajax加載完成才能發起第二個ajax
            $.ajax({
                url: 'http://www.cnblogs.com/silin6/source/' + key,
                success: function (data) {
                    console.log("i'm linkFly");//后輸出
                }
            });
        }
    });
    console.log('ok');//ok會在ajax之前執行

異步操作有點類似這一段代碼被掛起,先執行后續的代碼,直到異步得到響應(例如setTimeout要求的1s之后執行,ajax的服務器響應),這一段異步的代碼才會執行。關於這一段異步代碼的執行流程,請參閱JavaScript大名鼎鼎的:Event Loop(事件輪詢)

Promise的解決

Promise優雅的修正了異步代碼,我們使用Promise重寫我們setTimeout的示例:

    var name,
    p = new Promise(function (resolve) {
        setTimeout(function () {//異步回調
            resolve();
        }, 1000);//1s后執行
    });
    p.then(function () {
        name = 'linkFly';
        console.log(name);//linkFly
    }).then(function () {
        name = 'cnBlog';
        console.log(name);
    });
    //這段代碼1s后會輸出linkFly,cbBlog

我們先不要太過在意Promise對象的API,后續會講解,我們只需要知道這段代碼完成了和之前同樣的工作。我們的console.log(name)正確的輸出了linkFly,並且我們還神奇的輸出了cnBlog。

或許你覺得這段代碼實在繁瑣,還不如setTimeout來的痛快,那么我們再來改寫上面的ajax:

    var ajax = function (url) {
        //我們改寫ajax,讓它以Promise的方式工作
        return new Promise(function (resolve) {
            $.ajax({
                url: url,
                success: function (data) {
                    resolve(data);
                }
            });
        });
    };
    ajax('http://www.cnblogs.com/silin6/map')
        .then(function (key) {
            //我們得到key,發起第二條請求
            return ajax('http://www.cnblogs.com/silin6/source/' + key);
        })
        .then(function (data) {
            console.log(data);//這時候我們會接收到第二次ajax返回的數據
        });

或許它晦澀難懂,那么我們嘗試用setTimeout來模擬這次的ajax,這個例子演示了Promise數據的傳遞,一如ajax:

    var name,
        ajax = function (data) {
            return new Promise(function (resolve) {
                setTimeout(function () {//我們使用setTimeout模擬ajax
                    resolve(data);
                }, 1000);//1s后執行
            });
        };

    ajax('linkFly').then(function (name) {
        return ajax("i'm " + name);//模擬第二次ajax
    }).then(function (value) {
        //2s后,輸出i'm linkFly
        console.log(value);
    });

上面的代碼,從代碼語義上達到了下面的流程:

Promise

我們僅觀察代碼就知道現在的它變得非常優雅,兩次異步的代碼被完美的抹平。但我們應該時刻謹記,Promise改變的是你異步的代碼和編程思想,而並沒有改變異步代碼的執行——它是一種由卓越的編程思想所衍生的對象。
下面一張圖演示了普通異步回調和Promise異步的區別,Promise實現的異步從代碼運行上來說並無太大區別,但從編程思想上來說差異巨大。
Promise

ECMAScript 6 Promise##

Promise對象代表了未來某個將要發生的事件(通常是一個異步操作),抹平了異步代碼的金字塔,它從模型上解決了異步代碼產生的"回調金字塔"。
Promise是ECMAScript 6規范內定義的,所以請使用現代瀏覽器測試,它的兼容性可以在這里查看

Promise.constructor
Promise是一個對象,它的構造函數接收一個回調函數,這個回調函數參數有兩個函數:分別在成功狀態下執行和失敗狀態下執行,Promise有三個狀態,分別為:等待態(Pending)、執行態(Fulfilled)和拒絕態(Rejected)。

    var p = new Promise(function (resolve,reject) {
        console.log(arguments);
        //resolve表示成功狀態下執行
        //reject表示失敗狀態下執行
    });

傳遞的這個回調函數,等同被Promise重新封裝,並傳遞了兩個參數回調,這兩個參數用於驅動Promise數據的傳遞。resolve和reject本身承載着觸發器的使命:

  • 默認的Promise對象是等待態(Pending)
  • 調用resolve()表示這個Promise進入執行態(Fulfilled)
  • 調用reject()表示這個promise()進入拒絕態(Rejected)
  • Promise對象可以從等待狀態下進入到執行態和拒絕態,並且無法回退。
  • 而執行態和拒絕態不允許互相轉換(例如執行態轉換到拒絕態)。

Promise.prototype.then

生成的promise實例(如上面的變量p)擁有方法then(),then()方法是Promise對象的核心,它返回一個新的Promise對象,因此可以像jQuery一樣鏈式操作,非常優雅。
Promise是雙鏈的,所以then()方法接受兩個參數,分別表示:

  • _執行態(Fulfilled)_下執行的回調函數
  • _拒絕態(Rejected)_下執行的回調函數。
    p.then(function () {
      //我們返回一個promise
      return new Promise(function (resolve) {
            setTimeout(function () {
                resolve('resolve');
            }, 1000);//異步1s
        });
        
    }, function () {
        console.log('rejected');
    })  //鏈式回調
        .then(function (state) {
            console.log(state);//如果為執行態,輸出resolve
        }, function (data) {
            console.log(data);//如果為拒絕態,輸出undefined
        });;

then()方法的返回值由它相應狀態下執行的函數決定:這個函數返回undefined,則then()方法構建一個默認的Promise對象,並且這個對象擁有then()方法所屬的Promise對象的狀態。

    var p = new Promise(function (resolve) {
        resolve();//直接標志執行態
    }), temp;
    temp = p.then(function () {
        //傳入執行態函數,不返回值
    });
    temp.then(function () {
        console.log('fulfilled');//擁有p的狀態
    });

    console.log(temp === p);//默認構建的promise,但已經和p不是同一個對象,輸出false

如果對應狀態所執行的函數返回一個全新的Promise對象,則會覆蓋掉當前Promise,代碼如下:

    var p = new Promise(function (resolve) {
        resolve();//直接標志執行態
    }), temp;
    temp = p.then(function () {
        //返回新的promise對象,和p的狀態無關
        return new Promise(function (resolve, reject) {
            reject();//標志拒絕態
        });
    });
    temp.then(function () {
        console.log('fulfilled');
    }, function () {
        console.log('rejected');//輸出
    });

即then()方法傳遞的進入的回調函數,如果返回promise對象,則then()方法返回這個promise對象,否則將默認構建一個新的promise對象,並繼承調用then()方法的promise的狀態。

我們應該清楚Promise的使命,抹平了異步代碼的回調金字塔,我們會有很多依賴上一層異步的代碼:

    var url = 'http://www.cnblogs.com/silin6/';
    ajax(url, function (data) {
        ajax(url + data, function (data2) {
            ajax(url + data2, function (data3) {
                ajax(url + data3, function () {
                    //回調金字塔
                });
            });
        });
    });

使用Promise則抹平了代碼:

    promise.then(function (data) {
        return ajax(url + data);
    }).then(function (data2) {
        return ajax(url + data2);
    }).then(function (data3) {
        return ajax(url + data3);
    }).then(function (data) {
        //扁平化代碼
    });

Promise還有更多更強大的API。但本文的目的旨在讓大家感受到Promise的魅力,而並非講解Promise對象自身的API,關於Promise其他輔助實現API請查閱本文最下方的引用章節,Promise其他API如下:

  • Promise.prototype.catch():用於指定發生錯誤時的回調函數(捕獲異常),並具有冒泡性質。
  • Promise.all()Promise.race():Promise.all方法用於將多個Promise實例,包裝成一個新的Promise實例。
  • Promise.resolve()Promise.reject():將現有對象轉為Promise對象。

希望大家一點點的接受Promise,所以沒有講太多,我們對於Promise的理解不應該僅僅是一個異步模型,我們更關注應該是Promise/Deferred的編程思想,所以后續幾篇會逐漸深入講解Promise的前生今世。

參考和引用##

作者:linkFly
聲明:嘿!你都拷走上面那么一大段了,我覺得你應該也不介意順便拷走這一小段,希望你能夠在每一次的引用中都保留這一段聲明,尊重作者的辛勤勞動成果,本文與博客園共享。


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