阮一峰ES6入门读书笔记（十一）：Promise

阮一峰ES6入门读书笔记（十一）：Promise

Promise 的含义

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——更合理更强大。所谓Promise，简单来说就是一个容器，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。

Promise 对象有以下两个特点。

1. 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）、fulfilled（已成功）和rejected（已失败）。
2. 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 fulfilled 和从 pending 变为rejected。如果改变已经发生了，你再对 Promise 对象添加回调函数，也会立即得到这个结果。这与事件完全不同，事件的特点是，如果你错误了它，再去监听，是得不到结果的。

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，不会反映到外部。第三，当处于pending 状态时，无法得知目前进展到哪个阶段。

如果某些事件不断地反复发生，一般来说，使用 Stream 模式是比部署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。

const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  // ... some code

  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else {
    reject(error);
  }
});

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。

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rejected状态的回调函数。

promise.then(function(value) {
  // success
}, function(error) {
  // failure
});

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 resolveed 时调用，第二个参数是 Promise 对象的状态变为 rejected 时调用。这两个函数都是可选的，不一定要提供。他们都接受 Promise 对象传出的值作为参数。

const p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
	setTimeout(() => reject(new Error('fail')), 3000)
})

const p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
	setTimeout(() => resolve(p1), 1000)
})

p2
	.then(result => console.log(result))
	.catch(error => console.log(error))
// Error:fail

上面额代码中，p1 是一个 Promise，3秒后变为rejected。p2 的状态在 1 秒之后改变，resolve 方法返回的是 p1.由于 p2 返回的是另一个 Promise，导致 p2 自己的状态无效了，由 p1 的状态决定 p2 的状态。所以，后面的 then 语句都变成针对后者（p1）。又过2秒，p1 变为rejected，导致触发catch 方法指定的回调函数。

（笔试常考题）注意，调用 resolve 或 rejected 并不会终结 Promise 的参数函数的执行。

new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(1);
  console.log(2);
}).then(r => {
  console.log(r);
});
// 2
// 1

上面代码中，调用resolve(1)以后，后面的console.log(2)还是会执行，并且会首先打印出来。这是因为立即 resolved 的 Promise 是在本轮事件循环的末尾执行，总是晚于本轮循环的同步任务。

Promise.prototype.then()

Promise 实例时具有 then 方法，也就是说，then 方法是定义在原型对象 Promise.prototype上的。它的作用是为了 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，第二个参数是rejected状态的回调函数，它们都是可选的。

then 方法返回的是一个新的 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。

getJSON("/posts.json").then(function(json) {
  return json.post;
}).then(function(post) {
  // ...
});

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。

Promise.prototype.catch()

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

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。

所以说写在前面的 Promise 对面如果没有定义 reject 状态的回调函数的话，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，不要再 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。理由是第二种写法可以捕获前面then方法执行中的错误，也更接近同步的写法（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。

const someAsyncThing = function() {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    // 下面一行会报错，因为x没有声明
    resolve(x + 2);
  });
};

someAsyncThing().then(function() {
  console.log('everything is great');
});

setTimeout(() => { console.log(123) }, 2000);
// Uncaught (in promise) ReferenceError: x is not defined
// 123

上面代码中，someAsyncThing()函数产生的 Promise 对象，内部有语法错误。浏览器运行到这一行，会打印出错误提示ReferenceError: x is not defined，但是不会退出进程、终止脚本执行，2 秒之后还是会输出123。这就是说，Promise 内部的错误不会影响到 Promise 外部的代码，通俗的说法就是“Promise 会吃掉错误”。

这个脚本放在服务器执行，退出码就是0（即表示执行成功）。不过，Node.js 有一个unhandledRejection事件，专门监听未捕获的reject错误，上面的脚本会触发这个事件的监听函数，可以在监听函数里面抛出错误。

process.on('unhandledRejection', function (err, p) {
  throw err;
});

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。

在 浏览器中，也可以通过添加 DOM 二级事件 addEventListener(‘unhandleRejection’, function (err, p) { throw err}) 老来捕获错误。

const promise = new Promise(function (resolve, reject) {
  resolve('ok');
  setTimeout(function () { throw new Error('test') }, 0)
});
promise.then(function (value) { console.log(value) });
// ok
// Uncaught Error: test

上面代码中，Promise 指定在下一轮“事件循环”再抛出错误。到了那个时候，Promise 的运行已经结束了，所以这个错误是在 Promise 函数体外抛出的，会冒泡到最外层，成了未捕获的错误。

catch()方法之中，还能再抛出错误。由接下来的catch捕获，如果接下来没有catch，则这个错误不会被捕获，也不会传递到外层。

Promise.prototype.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。

finally 方法总是会返回原来的值。

Promise.all()

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

const p = Promise.all([p1, p2, p3]);

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 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。另外，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。

（1）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。

（2）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。

简单来说，就是当所有的 Promise 都成功了 Promise.all 的状态才会是成功（fulfilled），只要有一个失败， Promise.all 的状态就是失败（rejected）。

**注意，如果作为参数的 Promise 实例，自己定义了catch方法，那么它一旦被rejected，并不会触发Promise.all()的catch方法。**也就是说 reject 的实例执行完 catch 的方法后，也会变成 resolved，导致 Promise.all 方法参数里面的两个实例都会 resolved，因此会调用 then 方法指定的回调函数，而不会调用 catch 方法指定的回调函数。

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。

const p = Promise.race([p1, p2, p3]);

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。

Promise.allSettled()

ES2020 引入了 Promise.allSettled() 方法，用来确定一组异步操作是否都结束了（不管成功或失败）。

Promise.allSettled() 方法接受一个数组作为参数，数组的每个成员都是一个 Promise 对象，并返回一个新的 Promise 对象。只有等到参数数组的所有 Promise 对象都发生状态变更，返回的 Promise 对象才会发生状态变更。

该方法返回新的promise 实例，一旦发生状态变更，状态总是 fulfilled，不会变成rejected。状态变成 fulfilled 后，它的回调函数会接受到一个数组作为参数，该数组的每个成员对应前面数组的每个 Promise 对象。

const resolved = Promise.resolve(42);
const rejected = Promise.reject(-1);

const allSettledPromise = Promise.allSettled([resolved, rejected]);

allSettledPromise.then(function (results) {
  console.log(results);
});
// [
//    { status: 'fulfilled', value: 42 },
//    { status: 'rejected', reason: -1 }
// ]

上面代码中，Promise.allSettled()的返回值allSettledPromise，状态只可能变成fulfilled。它的回调函数接收到的参数是数组results。该数组的每个成员都是一个对象，对应传入Promise.allSettled()的数组里面的两个 Promise 对象。

Promise.any()

ES2021 引入了 Promise.any() 方法。该方法接受一组 Promise 实例作为参数，包装成一个新的 Promise 实例返回。

Promise.any([
  fetch('https://v8.dev/').then(() => 'home'),
  fetch('https://v8.dev/blog').then(() => 'blog'),
  fetch('https://v8.dev/docs').then(() => 'docs')
]).then((first) => {  // 只要有一个 fetch() 请求成功
  console.log(first);
}).catch((error) => { // 所有三个 fetch() 全部请求失败
  console.log(error);
});

只要参数实例有一个变成fulfilled状态，包装实例就会变成fulfilled状态；如果所有参数实例都变成rejected状态，包装实例就会变成rejected状态。

Promise.any()跟Promise.race()方法很像，只有一点不同，就是Promise.any()不会因为某个 Promise 变成rejected状态而结束，必须等到所有参数 Promise 变成rejected状态才会结束。

Promise.any()抛出的错误，不是一个一般的 Error 错误对象，而是一个 AggregateError 实例。它相当于一个数组，每个成员对应一个被rejected的操作所抛出的错误。下面是 AggregateError 的实现示例。

// new AggregateError() extends Array

const err = new AggregateError();
err.push(new Error("first error"));
err.push(new Error("second error"));
// ...
throw err;

Promise.resolve()

Promise.resolve() 用于将现有对象转为 Promise 对象。

Promise.resolve()等价于下面的写法。

Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))

Promise.resolve()方法的参数分成四种情况。

（1）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。

（2）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。

let thenable = {
  then: function(resolve, reject) {
    resolve(42);
  }
};

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。

let thenable = {
  then: function(resolve, reject) {
    resolve(42);
  }
};

let p1 = Promise.resolve(thenable);
p1.then(function (value) {
  console.log(value);  // 42
});

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。

（3）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。

const p = Promise.resolve('Hello');

p.then(function (s) {
  console.log(s)
});
// Hello

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（判断方法是字符串对象不具有 then 方法），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。

（4）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。

const p = Promise.resolve();

p.then(function () {
  // ...
});

上面代码的变量p就是一个 Promise 对象。

需要注意的是，立即resolve()的 Promise 对象，是在本轮“事件循环”（event loop）的结束时执行，而不是在下一轮“事件循环”的开始时。

setTimeout(function () {
  console.log('three');
}, 0);

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

console.log('one');

// one
// two
// three

上面代码中，setTimeout(fn, 0)在下一轮“事件循环”开始时执行，Promise.resolve()在本轮“事件循环”结束时执行，console.log('one')则是立即执行，因此最先输出。

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。

const p = Promise.reject('出错了');
// 等同于
const p = new Promise((resolve, reject) => reject('出错了'))

p.then(null, function (s) {
  console.log(s)
});
// 出错了

Promise.reject()方法的参数，会原封不动地作为reject的理由，变成后续方法的参数。

应用

加载图片

我们可以将图片加载次而成一个 Promise，一旦加载完成，Promise 的状态就发生改变。

const preloadImage = function (path) {
	return new Promise(function (resolve, reject) {
		const image = new Image();
		image.onload = resolve;
		image.onerror = reject;
		image.src = path;
	})
}

Generator 函数和 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。

function getFoo () {
  return new Promise(function (resolve, reject){
    resolve('foo');
  });
}

const g = function* () {
  try {
    const foo = yield getFoo();
    console.log(foo);
  } catch (e) {
    console.log(e);
  }
};

function run (generator) {
  const it = generator();

  function go(result) {
    if (result.done) return result.value;

    return result.value.then(function (value) {
      return go(it.next(value));
    }, function (error) {
      return go(it.throw(error));
    });
  }

  go(it.next());
}

run(g);

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。

Promise.try()

实际开发中，经常遇到一种情况：不知道或者不想区分，函数 f 是同步函数还是异步操作，但是想用 Promise 来处理它。因为这样就可以不管 f 是否包含异步操作，都是 then 方法指定下一步流程，用 catch 方法处理 f 抛出的错误。

Promise.resolve().then(f)

上面的写法有一个缺点，就是如果f是同步函数，那么它会在本轮事件循环的末尾执行。

const f = () => console.log('now');
Promise.resolve().then(f);
console.log('next');
// next
// now

上面代码中，函数f是同步的，但是用 Promise 包装了以后，就变成异步执行了。

那么有没有一种方法，让同步函数同步执行，异步函数异步执行，并且让它们具有统一的 API 呢？回答是可以的，并且还有两种写法。第一种写法是用async函数来写。

const f = () => console.log('now');
(async () => f())();
console.log('next');
// now
// next

上面代码中，第二行是一个立即执行的匿名函数，会立即执行里面的async函数，因此如果f是同步的，就会得到同步的结果；如果f是异步的，就可以用then指定下一步。

第二种写法是使用new Promise()。

const f = () => console.log('now');
(
  () => new Promise(
    resolve => resolve(f())
  )
)();
console.log('next');
// now
// next

上面代码也是使用立即执行的匿名函数，执行new Promise()。这种情况下，同步函数也是同步执行的。

鉴于这是一个很常见的需求，所以现在有一个提案，提供Promise.try方法替代上面的写法。

const f = () => console.log('now');
Promise.try(f);
console.log('next');
// now
// next

由于Promise.try为所有操作提供了统一的处理机制，所以如果想用then方法管理流程，最好都用Promise.try包装一下。这样有许多好处，其中一点就是可以更好地管理异常。

function getUsername(userId) {
  return database.users.get({id: userId})
  .then(function(user) {
    return user.name;
  });
}

上面代码中，database.users.get()返回一个 Promise 对象，如果抛出异步错误，可以用catch方法捕获，就像下面这样写。

database.users.get({id: userId})
.then(...)
.catch(...)

但是database.users.get()可能还会抛出同步错误（比如数据库连接错误，具体要看实现方法），这时你就不得不用try...catch去捕获。

try {
  database.users.get({id: userId})
  .then(...)
  .catch(...)
} catch (e) {
  // ...
}

上面这样的写法就很笨拙了，这时就可以统一用promise.catch()捕获所有同步和异步的错误。

Promise.try(() => database.users.get({id: userId}))
  .then(...)
  .catch(...)

事实上，Promise.try就是模拟try代码块，就像promise.catch模拟的是catch代码块。