面向面试题和实际使用谈promise

转自 博主 “阿尔卑斯de秘密” 文章

“金三银四，金九银十”，都是要收获的季节。面对各种面试题，各种概念、原理都要去记，挺枯燥的。本文是面向面试题和实际使用谈一下Promise。

Promise是什么？

Promise是JS异步编程中的重要概念，异步抽象处理对象，是目前比较流行Javascript异步编程解决方案之一。这句话说的很明白了，Promise是一种用于解决异步问题的思路、方案或者对象方式。在js中，经常使用异步的地方是Ajax交互。比如在es5时代，jQuery的ajax的使用success来完成异步的：

$.ajax({
   url:'/xxx',
   success:()=>{},
   error: ()=>{}
})

这种方法可以清楚的让读代码的人明白那一部分是Ajax请求成功的回调函数和失败的回调函数。但是问题来了，当一次请求需要连续请求多个接口时，这段代码仿佛进入了一团乱麻中：

// 第一次 
$.ajax({
     url:'/xxx',
     success:()=>{
         // 第二次
         $.ajax({
             url:'/xxx',
             success:()=>{
               // 第三次
               $.ajax({
                  url:'/xxx',
                  success:()=>{
                   // 可能还会有
                  },
                  error: ()=>{}
                })
             },
             error: ()=>{}
        })
     },
     error: ()=>{}
})

也许因为success和error这两个函数的存在，理解这段代码会很简单，但是当我们更改需求的时候，这将成为一个棘手的问题。这就是回调地狱。

当然，这是es5时代。当js这门语言发展到es6时代时，Promise的出现给异步带来了变革。Promise提供一个then，来为异步提供回调函数：

$.ajax({
    url:'/xxx',
}).then( ()=>{
   // 成功的回调
}, ()=>{
  // 失败的回调 
})

而其先进之处则是，可以在then方法中继续写Promise对象并返回，然后继续调用then来进行回调操作。

Promise的用法

说完了Promise是什么，下面让我们研究一下Promise怎么使用。首先，Promise是一个对象，因此，我们使用new的方式新建一个。然后给它传一个函数作为参数，这个函数呢也有两个参数，一个叫resolve(决定)，一个叫reject(拒绝)，这两个参数也是函数。紧接着，我们使用then来调用这个Promise：

const fn = new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(()=>{
    let num = Math.ceil(Math.random() * 10) // 假设num为7
    if (num > 5) {
      resolve(num) //返回7
    } else {
      reject(num)
    }
  },2000)
})
fn.then((res)=>{
  console.log(res) // 7
},(err)=>{
  console.log(err)
})

这就是最简单的Promise的使用。假设2秒钟之后生成随机数为7，因此resolve回调函数运行，then走第一个函数，console.log(7)。假设2秒钟之后生成随机数为3，因此reject回调函数运行，then走第二个函数，console.log(3)。

那你可能说了，Promise要是就这点能耐也没什么大不了的啊？我们上面说了Promise的先进之处在于可以在then方法中继续写Promise对象并返回，然后继续调用then来进行回调操作：

fn = new Promise(function (resolve, reject) {
  let num = Math.ceil(Math.random() * 10)
  if (num > 5) {
    resolve(num)
  } else {
    reject(num)
  }
})
// 第一次回调
fn.then((res)=>{
  console.log(`res==>${res}`)
  return new Promise((resolve,reject)=>{
    if(2*res>15){
      resolve(2*res)
    }else{
      reject(2*res)
    }
  })
}，(err)=>{
  console.log(`err==>${err}`)
}).then((res)=>{ // 第二次回调
  console.log(res)
}，(err)=>{
  console.log(`err==>${err}`)
})

这就可以代替了上面类似es5时代的jQurey的success的嵌套式的回调地狱的产生，让代码清爽了许多。这里的resolve就相当于以前的success。

Promise的原理

在Promise的内部，有一个状态管理器的存在，有三种状态：pending、fulfilled、rejected。

(1) promise 对象初始化状态为 pending。

(2) 当调用resolve(成功)，会由pending => fulfilled。

(3) 当调用reject(失败)，会由pending => rejected。

因此，看上面的的代码中的resolve(num)其实是将promise的状态由pending改为fulfilled，然后向then的成功回掉函数传值，reject反之。但是需要记住的是注意promsie状态 只能由 pending => fulfilled/rejected, 一旦修改就不能再变（记住，一定要记住，下面会考到）。

当状态为fulfilled（rejected反之）时，then的成功回调函数会被调用，并接受上面传来的num，进而进行操作。promise.then方法每次调用，都返回一个新的promise对象 所以可以链式写法（无论resolve还是reject都是这样）。

Promise的几种方法

then

then方法用于注册当状态变为fulfilled或者reject时的回调函数：

// onFulfilled 是用来接收promise成功的值
// onRejected 是用来接收promise失败的原因
promise.then(onFulfilled, onRejected);

需要注意的地方是then方法是异步执行的。

// resolve(成功) onFulfilled会被调用
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
   resolve('fulfilled'); // 状态由 pending => fulfilled
});
promise.then(result => { // onFulfilled
    console.log(result); // 'fulfilled' 
}, reason => { // onRejected 不会被调用
})

// reject(失败) onRejected会被调用
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
   reject('rejected'); // 状态由 pending => rejected
});
promise.then(result => { // onFulfilled 不会被调用
}, reason => { // onRejected 
    console.log(rejected); // 'rejected'
})

catch

catch在链式写法中可以捕获前面then中发送的异常。

fn = new Promise(function (resolve, reject) {
  let num = Math.ceil(Math.random() * 10)
  if (num > 5) {
    resolve(num)
  } else {
    reject(num)
  }
})
fn..then((res)=>{
  console.log(res)
}).catch((err)=>{
  console.log(`err==>${err}`)
})

其实，catch相当于then(null,onRejected),前者只是后者的语法糖而已。

resolve、reject

Promise.resolve 返回一个fulfilled状态的promise对象，Promise.reject 返回一个rejected状态的promise对象。

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

Promise.resolve('hello');
// 相当于
const promise = new Promise(resolve => {
   resolve('hello');
});

// reject反之

all

但从字面意思上理解，可能为一个状态全部怎么样的意思，让我看一下其用法，就可以看明白这个静态方法：

var   p1 = Promise.resolve(1),
      p2 = Promise.reject(2),
      p3 = Promise.resolve(3);
Promise.all([p1, p2, p3]).then((res)=>{
    //then方法不会被执行
    console.log(results);
}).catch((err)=>{
    //catch方法将会被执行，输出结果为：2
    console.log(err);
});

大概就是作为参数的几个promise对象一旦有一个的状态为rejected，则all的返回值就是rejected。

当这几个作为参数的函数的返回状态为fulfilled时，至于输出的时间就要看谁跑的慢了：

let p1 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('1s') //1s后输出
    resolve(1)
  },1000)
})
let p10 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('10s') //10s后输出
    resolve(10)
  },10000)
})
let p5 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('5s') //5s后输出
    resolve(5)
  },5000)
})
Promise.all([p1, p10, p5]).then((res)=>{
    console.log(res); // 最后输出
})

这段代码运行时，根据看谁跑的慢的原则，则会在10s之后输出[1,10,5]。over，all收工。

race

promise.race()方法也可以处理一个promise实例数组但它和promise.all()不同，从字面意思上理解就是竞速，那么理解起来上就简单多了，也就是说在数组中的元素实例那个率先改变状态，就向下传递谁的状态和异步结果。但是，其余的还是会继续进行的。

let p1 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('1s') //1s后输出
    resolve(1)
  },1000)
})
let p10 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('10s') //10s后输出
    resolve(10) //不传递
  },10000)
})
let p5 = new Promise((resolve)=>{
  setTimeout(()=>{
    console.log('5s') //5s后输出
    resolve(5) //不传递
  },5000)
})
Promise.race([p1, p10, p5]).then((res)=>{
    console.log(res); // 最后输出
})

因此，在这段代码的结尾我们的结果为

1s
1
5s
10s

我们可以根据race这个属性做超时的操作：

//请求某个图片资源
let requestImg = new Promise(function(resolve, reject){
        var img = new Image();
        img.onload = function(){
            resolve(img);
        }
    });
//延时函数，用于给请求计时
let timeOut = new Promise(function(resolve, reject){
        setTimeout(function(){
            reject('图片请求超时');
        }, 5000);
    });

Promise.race([requestImg, timeout]).then((res)=>{
    console.log(res);
}).catch((err)=>{
    console.log(err);
});

Promise相关的面试题

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1);
    resolve();
    console.log(2);
});
promise.then(() => {
    console.log(3);
});
console.log(4);

输出结果为：1，2，4，3。

解题思路：then方法是异步执行的。

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('success')
    reject('error')
  }, 1000)
})
promise.then((res)=>{
  console.log(res)
},(err)=>{
  console.log(err)
})

输出结果：success

解题思路：Promise状态一旦改变，无法在发生变更。

Promise.resolve(1)
  .then(2)
  .then(Promise.resolve(3))
  .then(console.log)

输出结果：1

解题思路：Promise的then方法的参数期望是函数，传入非函数则会发生值穿透。

setTimeout(()=>{
  console.log('setTimeout')
})
let p1 = new Promise((resolve)=>{
  console.log('Promise1')
  resolve('Promise2')
})
p1.then((res)=>{
  console.log(res)
})
console.log(1)

输出结果：

Promise1
　　　　1
　　　　Promise2
　　　　setTimeout

解题思路：这个牵扯到js的执行队列问题，整个script代码，放在了macrotask queue中，执行到setTimeout时会新建一个macrotask queue。但是，promise.then放到了另一个任务队列microtask queue中。script的执行引擎会取1个macrotask queue中的task，执行之。然后把所有microtask queue顺序执行完，再取setTimeout所在的macrotask queue按顺序开始执行。（具体参考https://www.zhihu.com/question/36972010）

Promise.resolve(1)
    .then((res) => {
        console.log(res);
        return 2;
    })
    .catch((err) => {
        return 3;
    })
    .then((res) => {
        console.log(res);
    });

输出结果：1 2

解题思路：Promise首先resolve(1)，接着就会执行then函数，因此会输出1，然后在函数中返回2。因为是resolve函数，因此后面的catch函数不会执行，而是直接执行第二个then函数，因此会输出2。

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
console.log('开始');
resolve('success');
}, 5000);
});
 
const start = Date.now();
promise.then((res) => {
console.log(res, Date.now() - start);
});
 
promise.then((res) => {
console.log(res, Date.now() - start);
});

输出结果：

开始

success 5002

success 5002

解题思路：promise 的.then或者.catch可以被调用多次，但这里 Promise 构造函数只执行一次。或者说 promise 内部状态一经改变，并且有了一个值，那么后续每次调用.then 或者.catch都会直接拿到该值。

let p1 = new Promise((resolve,reject)=>{
  let num = 6
  if(num<5){
    console.log('resolve1')
    resolve(num)
  }else{
    console.log('reject1')
    reject(num)
  }
})
p1.then((res)=>{
  console.log('resolve2')
  console.log(res)
},(rej)=>{
  console.log('reject2')
  let p2 = new Promise((resolve,reject)=>{
    if(rej*2>10){
      console.log('resolve3')
      resolve(rej*2)
    }else{
      console.log('reject3')
      reject(rej*2)
    }
  })
　　return p2
}).then((res)=>{
  console.log('resolve4')
  console.log(res)
},(rej)=>{
  console.log('reject4')
  console.log(rej)
})

输出结果：

reject1
　　　　reject2
　　　　resolve3
　　　　resolve4
　　　　12

解题思路：我们上面说了Promise的先进之处在于可以在then方法中继续写Promise对象并返回。

8.重头戏！！！！实现一个简单的Promise

function Promise(fn){
  var status = 'pending'
  function successNotify(){
      status = 'fulfilled'//状态变为fulfilled
      toDoThen.apply(undefined, arguments)//执行回调
  }
  function failNotify(){
      status = 'rejected'//状态变为rejected
      toDoThen.apply(undefined, arguments)//执行回调
  }
  function toDoThen(){
      setTimeout(()=>{ // 保证回调是异步执行的
          if(status === 'fulfilled'){
              for(let i =0; i< successArray.length;i ++)    {
                  successArray[i].apply(undefined, arguments)//执行then里面的回掉函数
              }
          }else if(status === 'rejected'){
              for(let i =0; i< failArray.length;i ++)    {
                  failArray[i].apply(undefined, arguments)//执行then里面的回掉函数
              }
          }
      })
  }
  var successArray = []
  var failArray = []
  fn.call(undefined, successNotify, failNotify)
  return {
      then: function(successFn, failFn){
          successArray.push(successFn)
          failArray.push(failFn)
          return undefined // 此处应该返回一个Promise
      }
  }
}

解题思路：Promise中的resolve和reject用于改变Promise的状态和传参，then中的参数必须是作为回调执行的函数。因此，当Promise改变状态之后会调用回调函数，根据状态的不同选择需要执行的回调函数。

总结

首先，Promise是一个对象，如同其字面意思一样，代表了未来某时间才会知道结果的时间，不受外界因素的印象。Promise一旦触发，其状态只能变为fulfilled或者rejected，并且已经改变不可逆转。Promise的构造函数接受一个函数作为参数，该参数函数的两个参数分别为resolve和reject，其作用分别是将Promise的状态由pending转化为fulfilled或者rejected，并且将成功或者失败的返回值传递出去。then有两个函数作为Promise状态改变时的回调函数，当Promise状态改变时接受传递来的参数并调用相应的函数。then中的回调的过程为异步操作。catch方法是对.then(null,rejectFn)的封装（语法糖），用于指定发生错误时的回掉函数。一般来说，建议不要再then中定义rejected状态的回调函数，应该使用catch方法代替。all和race都是竞速函数，all结束的时间取决于最慢的那个，其作为参数的Promise函数一旦有一个状态为rejected，则总的Promise的状态就为rejected；而race结束的时间取决于最快的那个，一旦最快的那个Promise状态发生改变，那个其总的Promise的状态就变成相应的状态，其余的参数Promise还是会继续进行的。

当然在es7时代，也出现了await/async的异步方案，这会是我们以后谈论的。