从Google V8引擎剖析Promise实现
本文阅读的源码为Google V8 Engine v3.29.45，此版本的promise实现为js版本，在后续版本Google继续对其实现进行了处理。引入了es6语法等，在7.X版本迭代后，逐渐迭代成了C版本实现。 贴上源码地址：https://chromium.googlesource... 大家自觉传送。
代码中所有类似%functionName的函数均是C语言实现的运行时函数。
Define variables
首先定义了将要在JS作用域使用了一些变量，提高了编译器的效率。
var IsPromise;
var PromiseCreate;
var PromiseResolve;
var PromiseReject;
var PromiseChain;
var PromiseCatch;
var PromiseThen;
var PromiseHasRejectHandler;随后定义了一些全局私有变量供给和C语音交互，用于维护Promise的状态和进行Debug。
var promiseStatus = GLOBAL_PRIVATE("Promise#status");
var promiseValue = GLOBAL_PRIVATE("Promise#value");
var promiseOnResolve = GLOBAL_PRIVATE("Promise#onResolve");
var promiseOnReject = GLOBAL_PRIVATE("Promise#onReject");
var promiseRaw = GLOBAL_PRIVATE("Promise#raw");
var promiseDebug = GLOBAL_PRIVATE("Promise#debug");
var lastMicrotaskId = 0;其中GLOBAL_PRIVATE是python进行实现的，运用python的宏定义（macro）来定义调用了C语言的CreateGlobalPrivateOwnSymbol方法。
macro GLOBAL_PRIVATE(name) = (%CreateGlobalPrivateOwnSymbol(name));随后运用了一个自执行的匿名函数进行闭包逻辑。
(function() {
// 主逻辑
})();在闭包逻辑的最后，在promise原型上挂载了三个方法：chain，then，catch。在promise对象上挂载了all,race等六个方法。将Promise对象注册到了global。
%AddNamedProperty(global, 'Promise', $Promise, DONT_ENUM);
InstallFunctions($Promise, DONT_ENUM, [
"defer", PromiseDeferred,
"accept", PromiseResolved,
"reject", PromiseRejected,
"all", PromiseAll,
"race", PromiseOne,
"resolve", PromiseCast
]);
InstallFunctions($Promise.prototype, DONT_ENUM, [
"chain", PromiseChain,
"then", PromiseThen,
"catch", PromiseCatch
]);Start from constructor
var $Promise = function Promise(resolver) {
// 如果传入参数为全局promiseRaw变量的时候return
if (resolver === promiseRaw) return;
// 如果当前函数不是构造函数的化，抛出错误这不是一个promise
if (!%_IsConstructCall()) throw MakeTypeError('not_a_promise', [this]);
// 如果传入参数不是一个函数的话，抛出错误，传入参数不是一个function
if (!IS_SPEC_FUNCTION(resolver))
throw MakeTypeError('resolver_not_a_function', [resolver]);
var promise = PromiseInit(this);
try {
// debug相关忽略
%DebugPushPromise(promise);
resolver(function(x) { PromiseResolve(promise, x) },
function(r) { PromiseReject(promise, r) });
} catch (e) {
// 报错之后走到错误处理函数
PromiseReject(promise, e);
} finally {
// debug相关忽略
%DebugPopPromise();
}
}构造函数在做完额外的异常和参数判断后，进入主逻辑调用PromiseInit方法初始化promise，随后调用了resolver方法，传入了两个默认的处理函数。在promise在内部被调用时（PromiseDeferred方法被调用时）会实例化$promise,将默认方法return回去，使得创建的promise示例具有resolve和reject方法。
function PromiseDeferred() {
if (this === $Promise) {
// Optimized case, avoid extra closure.
var promise = PromiseInit(new $Promise(promiseRaw));
return {
promise: promise,
resolve: function(x) { PromiseResolve(promise, x) },
reject: function(r) { PromiseReject(promise, r) }
};
} else {
var result = {};
result.promise = new this(function(resolve, reject) {
result.resolve = resolve;
result.reject = reject;
})
return result;
}
}PromiseInit
function PromiseSet(promise, status, value, onResolve, onReject) {
// macro SET_PRIVATE(obj, sym, val) = (obj[sym] = val);
// 设置promise的状态，SET_PRIVATE只有在给已经存在的对象设置已有属性值的时候才会被调用
SET_PRIVATE(promise, promiseStatus, status);
SET_PRIVATE(promise, promiseValue, value);
SET_PRIVATE(promise, promiseOnResolve, onResolve);
SET_PRIVATE(promise, promiseOnReject, onReject);
// debug代码忽略
if (DEBUG_IS_ACTIVE) {
%DebugPromiseEvent({ promise: promise, status: status, value: value });
}
return promise;
}
function PromiseInit(promise) {
return PromiseSet(
promise, 0, UNDEFINED, new InternalArray, new InternalArray)
}实质上是调用了PromiseSet方法给promise设置了当前的状态。
PromiseResolve
promiseResolve方法的调用暴露给外部的promise.accept(高版本为resolve)方法，如果当前的this指向promise的构造函数，则设置当前的promise状态，否则调用resolve函数执行。
function PromiseResolved(x) {
if (this === $Promise) {
// Optimized case, avoid extra closure.
return PromiseSet(new $Promise(promiseRaw), +1, x);
} else {
return new this(function(resolve, reject) { resolve(x) });
}
}promiseResolve处理逻辑同promiseReject，不再赘述。
promise.then
PromiseThen方法的调用暴露给实例化后的promise.then方法调用。
PromiseThen = function PromiseThen(onResolve, onReject) {
onResolve = IS_SPEC_FUNCTION(onResolve) ? onResolve
: PromiseIdResolveHandler;
onReject = IS_SPEC_FUNCTION(onReject) ? onReject
: PromiseIdRejectHandler;
var that = this;
var constructor = this.constructor;
return %_CallFunction(
this,
function(x) {
x = PromiseCoerce(constructor, x);
return x === that ? onReject(MakeTypeError('promise_cyclic', [x])) :
IsPromise(x) ? x.then(onResolve, onReject) : onResolve(x);
},
onReject,
PromiseChain
);
}首先判断传入的两个参数是否是函数，不是的话添加默认的处理函数，做良好的容错处理。而后调用了 %_CallFunction方法(第一个参数是this，最后一个参数是要调用的方法，中间是传入参数)，类似Function.prototype.call()方法，调用了PromiseChain方法，传入了两个参数resolve和reject。在resolve方法内部调用了PromiseCoerce方法，生成对象如果是个thenable对象调用对象的then方法否则直接onResolve方法。
PromiseCoerce
function PromiseCoerce(constructor, x) {
if (!IsPromise(x) && IS_SPEC_OBJECT(x)) {
var then;
try {
then = x.then;
} catch(r) {
return %_CallFunction(constructor, r, PromiseRejected);
}
// macro IS_SPEC_FUNCTION(arg) = (%_ClassOf(arg) === 'Function');
// 如果是一个function
if (IS_SPEC_FUNCTION(then)) {
var deferred = %_CallFunction(constructor, PromiseDeferred);
try {
%_CallFunction(x, deferred.resolve, deferred.reject, then);
} catch(r) {
deferred.reject(r);
}
return deferred.promise;
}
}
return x;
}核心的逻辑是如果传入对象的then属性是一个function，则调用then方法。若有报错走到reject方法。
PromiseChain
PromiseChain = function PromiseChain(onResolve, onReject) {
// 补默认的处理函数
onResolve = IS_UNDEFINED(onResolve) ? PromiseIdResolveHandler : onResolve;
onReject = IS_UNDEFINED(onReject) ? PromiseIdRejectHandler : onReject;
var deferred = %_CallFunction(this.constructor, PromiseDeferred);
switch (GET_PRIVATE(this, promiseStatus)) {
case UNDEFINED:
throw MakeTypeError('not_a_promise', [this]);
case 0: // Pending
GET_PRIVATE(this, promiseOnResolve).push(onResolve, deferred);
GET_PRIVATE(this, promiseOnReject).push(onReject, deferred);
break;
case +1: // Resolved
PromiseEnqueue(GET_PRIVATE(this, promiseValue),
[onResolve, deferred],
+1);
break;
case -1: // Rejected
PromiseEnqueue(GET_PRIVATE(this, promiseValue),
[onReject, deferred],
-1);
break;
}
// debug代码忽略
if (DEBUG_IS_ACTIVE) {
%DebugPromiseEvent({ promise: deferred.promise, parentPromise: this });
}
return deferred.promise;
}PromiseChain方法是promise实现的核心，判断当前定义的promise状态，如果是pending状态在promiseOnResolve数组中push当前的onResolve方法。如果是Resolved状态或者Rejected状态，则调用PromiseEnqueue函数进行微任务的添加。
PromiseEnqueue
function PromiseEnqueue(value, tasks, status) {
var id, name, instrumenting = DEBUG_IS_ACTIVE;
%EnqueueMicrotask(function() {
if (instrumenting) {
%DebugAsyncTaskEvent({ type: "willHandle", id: id, name: name });
}
for (var i = 0; i < tasks.length; i += 2) {
PromiseHandle(value, tasks[i], tasks[i + 1])
}
if (instrumenting) {
%DebugAsyncTaskEvent({ type: "didHandle", id: id, name: name });
}
});
if (instrumenting) {
id = ++lastMicrotaskId;
name = status > 0 ? "Promise.resolve" : "Promise.reject";
%DebugAsyncTaskEvent({ type: "enqueue", id: id, name: name });
}
} 此步骤其实是将PromiseHandle函数加入JS运行时的微任务队列中。微任务的队列列表是C语言进行维护的，应用%EnqueueMicrotask方法进行添加。
PromiseHandle
function PromiseHandle(value, handler, deferred) {
try {
%DebugPushPromise(deferred.promise);
var result = handler(value);
if (result === deferred.promise)
throw MakeTypeError('promise_cyclic', [result]);
else if (IsPromise(result))
%_CallFunction(result, deferred.resolve, deferred.reject, PromiseChain);
else
deferred.resolve(result);
} catch (exception) {
try { deferred.reject(exception); } catch (e) { }
} finally {
%DebugPopPromise();
}
}此函数处理了传入的方法，是指是调用了resolve方法，如果返回的结果依旧是一个promise则继续调用PromiseChain方法，否则调用新生成的promise实例的resolve方法，进而实现循坏调用。
promise.all
promise的all方法实现了发送多个promise请求，返回一个新的promise，所有promise打到resolve状态时触发resolve状态，若有一个promise被reject，则返回此promise的reject原因。
function PromiseAll(values) {
var deferred = %_CallFunction(this, PromiseDeferred);
var resolutions = [];
if (!%_IsArray(values)) {
deferred.reject(MakeTypeError('invalid_argument'));
return deferred.promise;
}
try {
var count = values.length;
if (count === 0) {
deferred.resolve(resolutions);
} else {
for (var i = 0; i < values.length; ++i) {
this.resolve(values[i]).then(
(function() {
// Nested scope to get closure over current i (and avoid .bind).
// TODO(rossberg): Use for-let instead once available.
var i_captured = i;
return function(x) {
resolutions[i_captured] = x;
if (--count === 0) deferred.resolve(resolutions);
};
})(),
function(r) { deferred.reject(r) }
);
}
}
} catch (e) {
deferred.reject(e)
}
return deferred.promise;
}首先判断传参的合理性，生成一个新的promise对象，利用遍历的方式给每个传入的promise的resolve方法后都追加了then方法，使得每个传入的promise执行then方法后凑执行判断逻辑，当计数count的flag为0的时候，所有promise resolve完成，调用新promise对象的resolve方法，传入新promise的reject方法作为then方法reject参数。使得所有promise的reject函数被调用时都会走到新promise对象的reject，最后返回新生成的promise。
Summary
Promise的状态和核心变量均托管到公共的作用域去维护，通过数组的push方法去添加Promise自定的resolve和reject方法。并将resolve和reject方法的执行加入微服务队列中，等到resolve方法被调用时执行resolve(value)方法进行调用。为了实现promise的循环嵌套调用，在每次处理value之前将处理逻辑之上包裹了一层新的promise逻辑，类似(new promise()).then(resolve(value))，思路如下。
var ref = function (value) {
if (value && value.then)
return value;
return {
then: function (callback) {
// 实例化一个新的promise
var result = defer();
// 进入宏任务队列
enqueue(function () {
result.resolve(callback(value));
});
return result.promise;
}
};
};Reference
promise设计思想：https://github.com/kriskowal/...
JavaScript执行机制：https://www.jianshu.com/p/17c...