Promise代表一个异步操作的结果，使用Promise我们可以：
- 摆脱回调地狱；
- 更易读的代码，函数参数、返回值一目了然。比较下面两个函数：
// 额外的callback参数让人对函数的输入和输出类型感到困惑
function asyncFn(argu: number, callback): void {
let value: string = '';
...
callback(err, value)
}
function asyncFn(argu: number): Promise {
return new Promise((resolve, reject) => {
let value: string = '';
...
if (err) {
reject(err)
}
resolve(value)
})
}
- 更容易地处理异步错误；
通过尝试实现Promise，可以对Promise的行为有更深的理解。
实现Promise先从阅读规范开始。
规范解读
Promise规范由3个部分组成：
- Promise状态
- then方法
- Promise Resolution Procedure
下面依次对这3部分进行解读，其中忽略了异常处理部分和一些细节。
Promise状态
-
promise的状态必为pending、fulfilled和rejected这三个状态中的一个。 - 当
promise为pending状态时，可能会转变为fulfilled状态或rejected状态。 - 当
promise为fulfilled状态时，必须拥有一个value，并且不会再变化。 - 当
promise为rejected状态时，必须拥有一个reason，并且不会再变化。
Promise 状态
then方法
-
promise必须提供一个then方法，通过then方法可获取最终的value或reason。 -
then方法接收两个参数，并返回一个promise：
promise2 = promise1.then(onFulfilled?, onRejected?)
-
onFulfilled和onRejected是可选参数。 - 如果
onFulfilled是一个函数，它将仅在promise1变为fulfilled状态时被调用一次，value是它的第一个参数。 - 如果
onRejected是一个函数，它将仅在promise1变为rejected状态时被调用一次，reason是它的第一个参数。 - 当
onFulfilled不是函数，并且promise1是fulfilled状态时，promise2的状态必须也是fulfilled，并且拥有和promise1一样的value。引用MDN的话说，即，当onFulfilled不是函数时，会用identity function（返回它接收的参数）替代。 - 当
onRejected不是函数，并且promise1是rejected状态时，promise2的状态必须也是rejected，并且拥有和promise1一样的reason。引用MDN的话说，即，当onRejected不是函数时，会用thrower function（抛出它接收的参数）替代。 -
onFulfilled和onRejected必须被异步调用。以避免unleash Zalgo。也就是要保证onFulfilled和onRejected始终是异步调用的，避免出现有时异步有时同步的情况。比如下面这个例子，console.log始终会被异步执行。
new Promise((resolve, reject) => {
if (Math.random() >= 0.5) {
setTimeout(() => resolve(0), 5000)
return;
}
resolve(1)
}).then(console.log)
-
onFulfilled和onRejected必须被当作函数调用（没有this）。 -
then方法可以在同一个promise上多次调用。相应的onFulfilled/onRejected被调用的顺序和原本调用then方法的顺序相同。 -
onFulfilled和onRejected任一个抛出错误e，promise2会变成rejected状态，并以错误e作为reason。 -
onFulfilled和onRejected任一个返回x，promise2会执行Promise Resolution过程：[[Resolve]](promise2, x)。
Promise Resolution过程
Promise Resolution过程即promise.resolve(x)的过程，规范中标记为[[Resolve]](promise, x)。
首先这里涉及一个概念：thenable，如果x是object或者function类型，并且有then方法，那么x就是thenable，显然，promise对象是thenable。
如果x不是thenable，Promise Resolution过程就是将promise变为fulfilled状态，并以x作为fulfilled value。
如果x是thenable，promise会尝试采用x的状态。即，x是pending状态时，promise也是pending状态；如果x变成fulfilled状态，promise也变成fulfilled状态，并用x的fulfilled value作为promise的fulfilled value；如果x变成rejected状态，promise也变成rejected状态，并用x的rejected reason作为promise的rejected reason。
因此，会存在thenable chain的情况：
thenable chain
thenable chain的长度不会被限制，可以链任意多的thenable。
但是，考虑到
[[Resolve]](promise1, promise1)会导致无限循环，所以这种情况下应该抛出TypeError。如：
chaning cycle.png
以下3种场景都会执行[[Resolve]](promise, x)过程
// 1.
promise.resolve(x);
// 2.
promise = new Promise(function(resolve, reject) {
resolve(x);
})
// 3.
promise = promise1.then(function() {
return x;
})
实现
为了便于理解，将promise实现拆分成若干步骤，逐步实现。
状态机
由于Promise本身是一个状态机，所以从这里开始。Promise初始状态是pending，在fulfill或reject时，更新状态。
function Promise() {
var value, reason, state = 'pending';
function beFulfilled(result) {
state = 'fulfilled';
value = result;
}
function beRejected(error) {
state = 'rejected';
reason = error;
}
}
Promise Resolution过程
Promise Resolution Procedure是一个递归的过程，直至所有thenable都完成。
function Promise(fn) {
var value, reason, state = 'pending';
function beFulfilled(result) {
state = 'fulfilled';
value = result;
}
function beRejected(error) {
state = 'rejected';
reason = error;
}
function doResolution(x) {
var type = typeof x
if ((type === 'object' || type === 'function') && typeof x.then === 'function') {
x.then(function(val) {
doResolution(val);
}, function(err) {
beRejected(err)
})
}
beFulfilled(x)
}
fn(doResolution, beRejected)
}
then方法onFulfilled/onRejected执行
then方法可能在fulfilled/rejected之前或者之后被调用，也可以被多次调用。如果调用then时，promise还处于pending状态，应该先将onFulfilled/onRejected暂存起来。在promise变为fulfilled/rejected之后，依次执行暂存的onFulfilled/onRejected。
function Promise(fn) {
var value,
reason,
state = 'pending',
handlers = [];
function beFulfilled(result) {
state = 'fulfilled';
value = result;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function beRejected(error) {
state = 'rejected';
reason = error;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function doResolution(x) {
var type = typeof x
if ((type === 'object' || type === 'function') && typeof x.then === 'function') {
x.then(function(val) {
doResolution(val);
}, function(err) {
beRejected(err)
})
}
beFulfilled(x)
}
function handle(handler) {
if (state === 'pending') {
handlers.push(handler);
return;
} else if (state === 'fulfilled') {
handler.onFulfilled.call(null, value)
} else if (state === 'rejected') {
handler.onRejected.call(null, reason)
}
}
this.then = function(onFulfilled, onRejected) {
handle({
onFulfilled,
onRejected,
});
}
fn(doResolution, beRejected)
}
then方法返回promise
then方法需要返回一个promise，返回的promise依赖onFulfilled/onRejected执行结果，所以将返回的promise的resolve/reject和then方法的onFulfilled/onRejected保存在一起，在onFulfilled/onRejected执行后调用resolve/reject。
function Promise(fn) {
var value,
reason,
state = 'pending',
handlers = [];
function beFulfilled(result) {
state = 'fulfilled';
value = result;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function beRejected(error) {
state = 'rejected';
reason = error;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function doResolution(x) {
var type = typeof x
if ((type === 'object' || type === 'function') && typeof x.then === 'function') {
x.then(function(val) {
doResolution(val);
}, function(err) {
beRejected(err)
})
}
beFulfilled(x)
}
function handle(handler) {
if (state === 'pending') {
handlers.push(handler);
return;
} else if (state === 'fulfilled') {
try {
handler.resolve(handler.onFulfilled.call(null, value))
} catch(e) {
handler.reject(e)
}
} else if (state === 'rejected') {
try {
handler.resolve(handler.onRejected.call(null, reason))
} catch(e) {
handler.reject(e);
}
}
}
this.then = function(onFulfilled, onRejected) {
return new Promise(function(resolve, reject) {
handle({
onFulfilled,
onRejected,
resolve,
reject,
});
})
}
fn(doResolution, beRejected)
}
至此，基本实现了promise，最后，补充完整错误处理和其他细节，代码如下：
function Promise(fn) {
var value,
reason,
state = 'pending',
handlers = [],
/**
* 当resolve/reject被多次调用时，只有第一次调用有效。
* 如：
* new Promise((resolve, reject) => {
* resolve(new Promise(r => setTimeout(() => r(1), 5000)))
* resolve(new Promise(r => setTimeout(() => r(2), 3000)))
* }).then(console.log)
**/
invoked = false,
self = this;
// 考虑typeof null === 'object'，所以判断类型是否为object或function，不能简单通过typeof判断
function typeOf(obj) {
return Object.prototype.toString.call(obj).match(/^\[object\s+(\w+)\]$/)[1].toLowerCase();
}
function once(func) {
return function() {
if (invoked) return;
invoked = true;
func.apply(null, arguments);
}
}
function beFulfilled(result) {
state = 'fulfilled';
value = result;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function beRejected(error) {
state = 'rejected';
reason = error;
handlers.forEach(handle);
handlers = [];
}
function doResolution(x) {
/**
* 如果onFulfilled/onRejected被多次调用，只有第一次调用有效。
* 如：
* new Promise((resolve, reject) => {
* resolve({
* then(onFulfilled, onRejected) {
* onFulfilled(new Promise(r => setTimeout(() => r(1), 5000)));
* onFulfilled(new Promise(r => setTimeout(() => r(2), 3000)));
* }
* })
* }).then(console.log)
*/
var called = false;
if (self === x) {
beRejected(new TypeError('Chaining cycle detected'));
return;
}
var type = typeOf(x);
if (type === 'object' || type === 'function') {
try {
var then = x.then;
if (typeOf(then) === 'function') {
try {
then.call(x, function(val) {
if (called) return;
called = true;
doResolution(val);
}, function(err) {
if (called) return;
called = true;
beRejected(err);
})
} catch(e) {
if (called) return;
called = true;
beRejected(e);
}
} else {
beFulfilled(x);
}
} catch(e) {
beRejected(e);
}
} else {
beFulfilled(x);
}
}
function handle(handler) {
if (state === 'pending') {
handlers.push(handler);
return;
} else if (state === 'fulfilled') {
var x, onFulfilled = typeOf(handler.onFulfilled) === 'function' ? handler.onFulfilled : function(v) {
return v;
};
setTimeout(function() {
try {
x = onFulfilled(value);
} catch(e) {
handler.reject(e);
return;
}
handler.resolve(x);
});
} else if (state === 'rejected') {
var x, onRejected = typeOf(handler.onRejected) === 'function' ? handler.onRejected : function(r) {
throw r;
};
setTimeout(function() {
try {
x = onRejected(reason);
} catch(e) {
handler.reject(e);
return;
}
handler.resolve(x);
});
}
}
this.then = function(onFulfilled, onRejected) {
return new Promise(function(resolve, reject) {
handle({
onFulfilled,
onRejected,
resolve,
reject,
});
});
};
fn(once(doResolution), once(beRejected));
}
完整代码已经通过Promises/A+ Compliance Test Suite全部测试用例。
// 测试文件，我将上面实现的Promise取名Qromise
const Qromise = require('../Qromise')
describe("Promises/A+ Tests", function () {
require("promises-aplus-tests").mocha({
resolved(value) {
return new Qromise(resolve => resolve(value));
},
rejected(reason) {
return new Qromise((...[, reject]) => reject(reason));
},
deferred() {
const obj = {}
obj.promise = new Qromise((resolve, reject) => {
obj.resolve = value => resolve(value);
obj.reject = reason => reject(reason);
})
return obj
},
});
});
通过全部872个测试用例