手写 Promise 符合 Promises/A+规范

时间 2020-04-12

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异步编程是前端开发者必需的技能，过去管理异步的主要机制都是经过函数回调，然而会出现像“回调地狱”这样的问题。为了更好的管理回调，ES6 增长了一个新的特性 Promise。Promise 是 ES7 中 async/await 语法的基础，是 JavaScript 中处理异步的标准形式，现实开发中基本离不开 Promise 了。咱们接下来会根据 Promises/A+ 规范本身实现一个 Promise。前端

完整的代码能够点击个人 github 进行查看，若是你喜欢，欢迎 star，若是发现有问题或者错误，也欢迎提出来。git

Promises/A+ 规范

首先咱们来看 Promises/A+ 规范的具体内容，Promises/A+ 规范能够查看 Promises/A+，下面是翻译的规范供参考github

术语

promise 是一个有 then 方法的对象或者是函数，行为遵循本规范
thenable 是一个有 then 方法的对象或者是函数
value 是 promise 状态成功时的值，包括 undefined、thenable、promise
exception 是一个使用 throw 抛出的异常值
reason 是 promise 状态失败时的值

要求

2.1 Promise 状态

Promise 必须处于如下三个状态之一: pending, fulfilled 或者 rejected。npm

2.1.1 若是 promise 在 pending 状态
    2.1.1.1 能够变成 fulfilled 或者是 rejected
2.1.2 若是 promise 在 fulfilled 状态
    2.1.2.1 不会变成其它状态
    2.1.2.2 必须有一个value值
2.1.3 若是 promise 在 rejected 状态
    2.1.3.1 不会变成其它状态
    2.1.3.2 必须有一个 promise 被 reject 的 reason

2.2 then 方法

promise 必须提供一个 then 方法，来访问最终的结果编程

promise 的 then 方法接收两个参数promise

promise.then(onFulfilled, onRejected)

2.2.1 onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数：
    2.2.1.1 onFulfilled 必须是函数类型
    2.2.1.2 onRejected 必须是函数类型
2.2.2 若是 onFulfilled 是函数：
    2.2.2.1 必须在 promise 变成 fulfilled 时，调用 onFulfilled，参数是 promise 的 value
    2.2.2.2 在 promise 的状态不是 fulfilled 以前，不能调用
    2.2.2.3 onFulfilled 只能被调用一次
2.2.3 若是 onRejected 是函数：
    2.2.3.1 必须在promise变成 rejected 时，调用 onRejected，参数是promise的reason
    2.2.3.2 在promise的状态不是 rejected 以前，不能调用
    2.2.3.3 onRejected 只能被调用一次
2.2.4 onFulfilled 和 onRejected 应该是微任务
2.2.5 onFulfilled 和 onRejected 必须做为函数被调用
2.2.6 then 方法可能被屡次调用
    2.2.6.1 若是 promise 变成了 fulfilled 态，全部的 onFulfilled 回调都须要按照 then 的顺序执行
    2.2.6.2 若是 promise 变成了 rejected 态，全部的 onRejected 回调都须要按照 then 的顺序执行
2.2.7 then 必须返回一个 promise, promise2 = promise1.then(onFulfilled, onRejected);
    2.2.7.1 onFulfilled 或 onRejected 执行的结果为 x, 执行 resolutionProcedure(promise2, x) 
    2.2.7.2 若是 onFulfilled 或者 onRejected 执行时抛出异常e, promise2 须要被 reject
    2.2.7.3 若是 onFulfilled 不是一个函数，promise2 以 promise1 的值 fulfilled
    2.2.7.4 若是 onRejected 不是一个函数，promise2 以 promise1 的 reason rejected

2.3 The Promise Resolution Procedure

resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject)

2.3.1 若是 promise2 和 x 相等，那么 promise 执行 reject TypeError
2.3.2 若是 x 是一个 promsie
    2.3.2.1 若是 x 是 pending 状态，那么 promise 必需要保持 pending 状态直到 x 变成 fulfilled 或者 rejected 状态
    2.3.2.2 若是 x 是 fulfilled 状态， fulfill promise with the same value
    2.3.2.3 若是 x 是 rejected 状态， reject promise with the same reason
2.3.3 若是 x 是一个 object 或者 是一个 function
    2.3.3.1 let then = x.then.
    2.3.3.2 若是 x.then 这步出错，那么 reject promise with e as the reason
    2.3.3.3 若是 then 是一个函数，then.call(x, resolvePromise, rejectPromise)
        2.3.3.3.1 resolvePromiseFn 的 入参是 y, 执行 resolutionProcedure(promise2, y, resolve, reject);
        2.3.3.3.2 rejectPromise 的 入参是 r, reject promise with r.
        2.3.3.3.3 若是 resolvePromise 和 rejectPromise 都调用了，那么第一个调用优先，后面的调用忽略。
        2.3.3.3.4 若是调用then抛出异常 e
            2.3.3.3.4.1 若是 resolvePromise 或 rejectPromise 已经被调用，那么忽略
            2.3.3.3.4.2 不然，reject promise with e as the reason
    2.3.3.4 若是 then 不是一个function. fulfill promise with x.
2.3.4 若是 x 不是一个 object 或者 function，fulfill promise with x.

Promise 源码实现

接下来咱们只要按照规范来实现 Promise 就好了，很显然规范后半部分看起来是比较复杂的，尤为是 resolutionProcedure 函数的实现，但其实这只是一些实现的细节而已。初看可能不是那么顺畅，那么强烈建议多看几遍规范，而后本身多实现几遍。缓存

promise 须要传递一个 executor 执行器，执行器马上执行
执行器 executor 接受两个参数，分别是 resolve 和 reject
promise 只能从 pending 到 rejected, 或者从 pending 到 fulfilled，状态一旦确认，就不会再改变
promise 都有 then 方法，then 接收两个参数，分别是 promise 成功的回调 onFulfilled, 和 promise 失败的回调 onRejected
若是调用 then 时，promise 已经成功，则执行 onFulfilled，并将 promise 的值做为参数传递进去。若是 promise 已经失败，那么执行 onRejected, 并将 promise 失败的缘由做为参数传递进去。若是 promise 的状态是 pending，须要将 onFulfilled 和 onRejected 函数存放起来，等待状态肯定后，再依次将对应的函数执行。
then 的参数 onFulfilled 和 onRejected 能够缺省
promise 能够 then 屡次，promise 的 then 方法返回一个新的 promise
若是 then 返回的是一个结果，那么就会把这个结果做为参数，传递给下一个 then 的成功的回调 onFulfilled
若是 then 中抛出了异常，那么就会把这个异常做为参数，传递给下一个 then 的失败的回调 onRejected
若是 then 返回的是一个 promise, 那么须要等这个 promise，那么会等这个 promise 执行完。promise 若是成功，就走下一个 then 的成功，若是失败，就走下一个 then 的失败

// 定义三种状态的常量
const PENDING = 'pending';
const FULFILLED = 'fulfilled';
const REJECTED = 'rejected';

// pomise 接收一个 executor 执行器，执行器马上执行
function MyPromise(executor) {
  const _this = this;
  // promise 当前的状态
  _this.currentState = PENDING;
  _this.value = undefined;

  // 保存 then 中的回调，只有当 promise 状态为 pending 时才会缓存，而且每一个实例至多缓存一个
  _this.onFulfilledCallbacks = [];
  _this.onRejectedCallbacks = [];


  function resolve(value) {
    if (value instanceof MyPromise) {
      // 若是 value 是个 Promise，调用 then 方法继续执行
      value.then(resolve, reject);
    }

    // 异步执行，保证执行顺序
    setTimeout(() => {
      if (_this.currentState === PENDING) {
        _this.currentState = FULFILLED;
        _this.value = value;
        _this.onFulfilledCallbacks.forEach(fn => fn());
      }
    });
  }

  function reject(reason) {
    // 异步执行，保证执行顺序
    setTimeout(() => {
      if (_this.currentState === PENDING) {
        _this.currentState = REJECTED;
        _this.value = reason;
        _this.onRejectedCallbacks.forEach(fn => fn());
      }
    });
  }

  try {
    executor(resolve, reject);
  } catch(err) {
    reject(err);
  }
}

MyPromise.prototype.constructor = MyPromise;

MyPromise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) {
  const _this = this;
  // 2.2.1 onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数
  // 2.2.5 onFulfilled 和 onRejected 必须做为函数被调用
  // 2.2.7.3 若是 onFulfilled 不是一个函数，promise2 以promise1的值fulfilled
  // 2.2.7.4 若是 onRejected 不是一个函数，promise2 以promise1的reason rejected
  onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : valve => valve;
  onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : reason => { throw reason };

  // 2.2.7，then 必须返回一个新的 promise
  const promise2 = new MyPromise((resolve, reject) => {
    if (_this.currentState === FULFILLED) {
      // 2.2.4 保证 onFulfilled，onRjected 异步执行
      setTimeout(() => {
        try {
          // 2.2.7.1 onFulfilled 或 onRejected 执行的结果为 x, 调用 resolutionProcedure
          const x = onFulfilled(_this.value);
          resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject);
        } catch(err) {
          // 2.2.7.2 若是 onFulfilled 或者 onRejected 执行时抛出异常 err, promise2 须要被 reject
          reject(err);
        }
      });
    }
    
    if (_this.currentState === REJECTED) {
      setTimeout(() => {
        try {
          // 2.2.7.1 onFulfilled 或 onRejected 执行的结果为 x, 调用 resolutionProcedure
          const x = onRejected(_this.value);
          resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject);
        } catch(err) {
          // 2.2.7.2 若是 onFulfilled 或者 onRejected 执行时抛出异常 err, promise2 须要被 reject
          reject(err);
        }
      });
    }
    
    if (_this.currentState === PENDING) {
      _this.onFulfilledCallbacks.push(() => {
        setTimeout(() => {
          try {
            const x = onFulfilled(_this.value);
            resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject);
          } catch(err) {
            reject(err);
          }
        });
      });

      _this.onRejectedCallbacks.push(() => {
        setTimeout(() => {
          try {
            const x = onRejected(_this.value);
            resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject);
          } catch(err) {
            reject(err);
          }
        });
      });
    }
  });

  return promise2;
}

// 2.3 resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject)
function resolutionProcedure(promise2, x, resolve, reject) {

  // 2.3.1 若是 promise2 和 x 相等，那么 reject promise with a TypeError
  if (promise2 === x) {
    reject(new TypeError('Error'));
  }

  // 2.3.2 若是 x 为 Promise，状态为 pending 须要继续等待不然执行
  if (x instanceof MyPromise) {
    if (x.currentState === PENDING) {
      x.then(value => {
        resolutionProcedure(promise2, value, resolve, reject);
      }, reject)
    } else {
      x.then(resolve, reject);
    }
  }

  // 2.3.3.3.3 reject 或者 resolve 其中一个执行过的话，忽略其余的
  let called = false;

  // 2.3.3，判断 x 是否为对象或者函数
  if ( x && (typeof x === 'object' || typeof x === 'function') ) {
    try {
      let then = x.then;
      // 2.3.3.3 若是 then 是一个函数，then.call(x, resolvePromise, rejectPromise)
      if (typeof then === 'function') {
        then.call(
          x,
          y => {
            if (called) return;
            called = true;
            // 2.3.3.3.1 resolvePromiseFn 的 入参是 y, 执行 resolutionProcedure(promise2, y, resolve, reject);
            resolutionProcedure(promise2, y, resolve, reject);
          },
          r => {
            if (called) return;
            called = true;
            // 2.3.3.3.2 rejectPromise 的 入参是 r, reject promise with r.
            reject(r);
          }
        );
      } else {
        // 2.3.3.4 若是 then 不是一个 function. fulfill promise with x.
        resolve(x);
      }
    } catch(err) {
      // 2.3.3.2 若是 x.then 这步出错，那么 reject promise with err as the reason
      if (called) return;
      called = true;
      reject(err)
    }

  } else {
    // 2.3.4 若是 x 不是一个 object 或者 function，fulfill promise with x.
    resolve(x);
  }
}

module.exports = MyPromise;

测试

promises-aplus-tests 这个 npm 包能够帮助咱们测试所编写的 promise 代码是否符合 Promises/A+ 的规范。微信

不过咱们须要先增长如下代码去提供测试的接口异步

MyPromise.defer = MyPromise.deferred = function () {
  let dfd = {};
  dfd.promise = new MyPromise((resolve, reject) => {
    dfd.resolve = resolve;
    dfd.reject = reject;
  });
  return dfd;
}

经过 npm 安装async

npm install promises-aplus-tests --save-dev

经过执行 promises-aplus-tests target.js 能够执行测试，promises-aplus-tests 中共有 872 条测试用例。

能够在个人 github 进行查看，经过 npm run test 来执行测试，能够经过全部的测试用例。

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