ES6学习笔记（十二）异步解决方案Promise

1.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——更合理和更强大。它由社区最早提出和实现，ES6 将其写进了语言标准，统一了用法，原生提供了Promise对象。

所谓Promise，简单说就是一个容器，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。

从语法上说，Promise 是一个对象，从它可以获取异步操作的消息。Promise 提供统一的 API，各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。

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）、resolved（已成功）和 rejected（已失败）。Promise的英语意思就是“承诺”，表示其他手段无法改变。

（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resolved和从pending变为rejected。

有了Promise对象，就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来，避免了层层嵌套的回调函数。此外，Promise对象提供统一的接口，使得控制异步操作更加容易。

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，不会反应到外部。
• 第三，当处于pending状态时，无法得知目前进展到哪一个阶段（刚刚开始还是即将完成）。

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。

2. Promise基本用法

const promise = new Promise(function (resolve, reject) { 
    //some code ...
    if (success) {
        resolve(value);
    }else{
        reject(error);
    }
});

ES6 规定，Promise对象是一个构造函数，用来生成Promise实例。

Promise实例接收一个函数作为参数，该函数固定两个参数分别是resolve（通过）和reject (拒绝)，分别用来表示异步回调的执行结果，它们是两个函数，由 JavaScript 引擎提供，不用自己部署。

上面这种以函数表达式的方式创建的promise实例的时候，由于调用了构造函数，所以创建实例的同时参数函数function会被执行，而把promise实例作为返回值放在函数里面的时候就不会立即执行。

resolve和reject函数

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（resolve(success)）；

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（reject(error)）。

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。

一般的Promise使用方式，包装一个异步操作。

function timeout(ms) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        setTimeout(resolve, ms, 'done');
    });
}

timeout(100).then((value) => {
    console.log(value);//done
})

上面这种以promise作为返回对象的只会在调用的时候执行，然后用函数返回的promise实例再调用then方法拿到异步执行的结果。

下面是异步加载图片的例子。

function loadImageAsync(url) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        const img = new Image();//图片构造函数
    
        img.onload = function () { resolve(img) }//加载完成调用resolve函数返回
    
        img.onerror = function () { reject(new Error('Could not load image at ' + url)) }//加载出错调用reject函数返回
    
        img.src = url;
    });
}

 上面代码中，使用Promise包装了一个图片加载的异步操作。如果加载成功，就调用resolve方法，否则就调用reject方法。

这个被包装的方法可以当作同步方法一样使用，只需要接收其成功或失败的返回值，而无需使用回调函数获取结果。

如果调用resolve函数和reject函数时带有参数，那么它们的参数会被传递给回调函数。reject函数的参数通常是Error对象的实例，表示抛出的错误；resolve函数的参数除了正常的值以外，还可能是另一个 Promise 实例，比如像下面这样。

const p1 = new Promise(function (resolve, reject) {
    //...
});

const p2 = new Promise(function (resolve, reject) {
    //...
    resolve(p1);
});

上面代码中，p1和p2都是 Promise 的实例，但是p2的resolve方法将p1作为参数，即一个异步操作的结果是返回另一个异步操作。

注意，这时p1的状态就会传递给p2，也就是说，p1的状态决定了p2的状态。如果p1的状态是pending，那么p2的回调函数就会等待p1的状态改变；如果p1的状态已经是resolved或者rejected，那么p2的回调函数将会立刻执行。

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

上面代码中，p1是一个 Promise，3 秒之后变为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）。又过了 2 秒，p1变为rejected，导致触发catch方法指定的回调函数。

注意，调用resolve或reject并不会终结 Promise 的参数函数的执行。

new Promise(function (resolve, reject) {
    resolve(1);
    console.log(2);
}).then(function (result) {  
    console.log(result);
});
//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。

一般来说，调用resolve或reject以后，Promise 的使命就完成了，后继操作应该放到then方法里面，而不应该直接写在resolve或reject的后面。所以，最好在它们前面加上return语句，这样就不会有意外。

new Promise(function (resolve, reject) {
    return resolve(1);
    console.log(2);
}).then(function (result) {  
    console.log(result);
});
//1

3.then函数

Promise 实例具有then方法，也就是说，then方法是定义在原型对象Promise.prototype上的。Promise.prototype.then()。它的作用是为 Promise 实例添加状态改变时的回调函数。通俗点来说就是捕获回调函数的返回值。

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（可选）是rejected状态的回调函数。

then方法返回的是一个新的Promise实例（注意，不是原来那个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。

getJSON("/post/1.json").then(function(post) {
  return getJSON(post.commentURL);
}).then(function funcA(comments) {
  console.log("resolved: ", comments);
}, function funcB(err){
  console.log("rejected: ", err);
});

上面代码中，第一个then方法指定的回调函数，返回的是另一个Promise对象。这时，第二个then方法指定的回调函数，就会等待这个新的Promise对象状态发生变化。如果变为resolved，就调用funcA，如果状态变为rejected，就调用funcB。当然，一般then方法的第二个函数参数省略，而用catch函数统一捕获error。

如果采用箭头函数，上面的代码可以写得更简洁。简洁也就意味着不好理解。。。

getJSON("/post/1.json").then(
  post => getJSON(post.commentURL)
).then(
  comments => console.log("resolved: ", comments),
  err => console.log("rejected: ", err)
);

4.catch函数

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。通俗点来说就是捕获回调函数抛出的异常。

// 写法一
const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  try {
    throw new Error('test');
  } catch(e) {
    reject(e);
  }
});
promise.catch(function(error) {
  console.log(error);
});

// 写法二
const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  reject(new Error('test'));
});
promise.catch(function(error) {
  console.log(error);
});

reject方法抛出回调函数的异常结果，一般由catch函数捕获并处理，否则可能会影响进程执行。

resolve方法抛出回调函数的正常结果，由then函数接收处理。

如果 Promise 状态已经变成resolved，再抛出错误是无效的。

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

上面代码中，Promise 在resolve语句后面，再抛出错误，不会被捕获，等于没有抛出。因为 Promise 的状态一旦改变，就永久保持该状态，不会再变了。

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。所以一连串的then方法连续调用只需要一个catch就可以捕获异常了。

then/catch写法和传统的try/catch写法很是相似，then 约等于 try，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。但是会报个unhandledRejection警告。

// bad---不建议这么写
promise
  .then(function(data) {
    // success
  }, function(err) {
    // error
  });

// good---应该这么写
promise
  .then(function(data) { //cb
    // success
  })
  .catch(function(err) {
    // error
  });

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 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。

注意，Node 有计划在未来废除unhandledRejection事件。如果 Promise 内部有未捕获的错误，会直接终止进程，并且进程的退出码不为 0，所以Promise的调用一定要捕获异常。

一般总是建议，Promise 对象后面要跟catch方法，这样可以处理 Promise 内部发生的错误。catch方法返回的还是一个 Promise 对象，因此后面还可以接着调用then方法。

Promise.resolve()
.catch(function(error) {
  console.log('oh no', error);
})
.then(function() {
  console.log('carry on');
});
// carry on

也就是说，当连续调用多个回调函数顺序执行的时候，可以一个回调一个catch，也可以多个回调一个catch，catch和then可以间隔使用，区别在于如果只在最后使用一个catch捕获所有异常，那当中间某个回调抛出异常时，后面的将不会再执行。

new Promise(function (resolve, reject) {
    return resolve(111);
}).then(function (result) {  
    return new Promise(function (resolve, reject) { resolve(result + 111) });
}).then(function (result) {
    return new Promise(function (resolve, reject) { resolve(result + 111) });
}).then(function (result) {
    console.log(result);
    return new Promise(function (resolve, reject) { reject(new Error('222')) });
}).catch(function (error) {
    console.log(error);
});
// 333
// Error: 222

上面的代码定义了一串顺序执行的回调函数，上一个的返回值作为下一个的参数，每个回调都返回一个Promise实例，然后链式调用，最后使用catch捕获异常。

上面then方法里面执行的是匿名的回调，当然可以调用定义好的函数

p1().then(p2()).then(p3()).then(p4()).catch(error);

p1, p2, p3, p4都是用Promise包裹的回调函数，使用这种方法让其顺序执行，可以用箭头函数来简化具体的过程。

function p1(result) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve(result + 111);
    });
}
function p2(result) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve(result + 111);
    });
}
function p3(result) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        resolve(result + 111);
    });
}
function p4(result) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        reject(new Error(result + 111));
    });
}

p1(111).then(result => p2(result)).then(result => p3(result)).then(result => p4(result)).catch(error => {console.log(error)});
// Error: 555

上面是简化后的顺序执行例子，p1传入111，最后p4异常结果输出555，这便是then和catch函数的用法。

 5.finally函数

就像try-catch-finally一样，也有then-catch-finally结构，finally同样用来指定那些必须一定会执行大的操作，比如关闭流。该方法是 ES2018 引入标准的。

promise
.then(result => {···})
.catch(error => {···})
.finally(() => {···});

finally方法的回调函数不接受任何参数，这意味着没有办法知道，前面的 Promise 状态到底是fulfilled还是rejected。

这表明，finally方法里面的操作，应该是与状态无关的，不依赖于 Promise 的执行结果。

finally本质上是then方法的特例。

promise
.finally(() => {
  // 语句
});

// 等同于
promise
.then(
  result => {
    // 语句
    return result;
  },
  error => {
    // 语句
    throw error;
  }
);

上面代码中，如果不使用finally方法，同样的语句需要为成功和失败两种情况各写一次。有了finally方法，则只需要写一次。

6.Promise.all()

上面使用链式调用then方法可以将多个promise实例顺序执行，但Promise的功能当然不仅仅于此，对于需要并行的多个异步操作，就需要使用all()方法了。

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]);

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。然后数组中的promise实例就会并行执行，这是一个公平的并行。（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。也就是说可以是set等类数组）。

然后这个新的Promise 实例p的状态由其子实例 p1, p2, p3的状态决定，分两种情况：

1、成功：子实例全部成功才算成功(resolve);

2、失败：子实例只要有一个失败就算失败(reject);

有点像逻辑运算符的 &&,全真为真，一假则假。

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。

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve('hello');
})
.then(result => result)
.catch(e => e);

const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
  throw new Error('报错了');
})
.then(result => result)
.catch(e => e);

Promise.all([p1, p2])
.then(result => console.log(result))
.catch(e => console.log(e));
// ["hello", Error: 报错了]

上面代码中，p1会resolved，p2首先会rejected，但是p2有自己的catch方法，该方法返回的是一个新的 Promise 实例，p2指向的实际上是这个实例。该实例执行完catch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。

如果p2没有自己的catch方法，就会调用Promise.all()的catch方法。

7.Promise.race()

然而物竞天择，适者生存，共同富裕只是少数，更多的是你死我活的竞争，race()方法便是用来做这种事。

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。

即一组子实例中只要有一个成功，就返回成功结果，其他的被淘汰，全部失败，就返回失败。

就像逻辑运算符的 || : 一真为真，全假则假。

这种机制可以定义一个固定时间的回调，用来限制回调的返回时间，而不必一直等待结果。

8.Promise.resolve() 

有时需要将现有对象转为 Promise 对象，Promise.resolve方法就起到这个作用。

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

（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 () {
  // ...
});

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，而不是在下一轮“事件循环”的开始时，所以打算直接用这种方法定义某个开头的打算落空了，只能做收尾。

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。

9.Promise.reject()

与resolve()方法相反，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

注意，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。这一点与Promise.resolve方法不一致。

const thenable = {
  then(resolve, reject) {
    reject('出错了');
  }
};

Promise.reject(thenable)
.catch(e => {
  console.log(e === thenable)
})
// true

上面代码中，Promise.reject方法的参数是一个thenable对象，执行以后，后面catch方法的参数不是reject抛出的“出错了”这个字符串，而是thenable对象。

10.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，都用then方法指定下一步流程，用catch方法处理f抛出的错误。一般就会采用下面的写法。

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。因为promise串行总是按then的顺序的。

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。

结尾：Promise是优秀的异步解决方案，也是后面async/await方案的本质基础，化异步为同步的方式还是很舒服的。