异步JavaScript与Promise

异步？

我在不少地方都看到过 异步(Asynchronous)这个词，但在我还不是很理解这个概念的时候，却发现本身经常会被当作“已经很清楚”(*￣ﾛ￣)。

若是你也有相似的状况，不要紧，搜索一下这个词，就能够获得大体的说明。在这里，我会对JavaScript的异步作一点额外解释。

看一下这段代码：

JavaScript代码

1. var start = new Date();
2. setTimeout(function(){
3.   var end = new Date();
4.   console.log("Time elapsed: ", end - start, "ms");
5. }, 500);
6. while (new Date - start < 1000) {};

这段代码运行后会获得相似Time elapsed: 1013ms这样的结果。 setTimeout()所设定的在将来500ms时执行的函数，实际等了比1000ms更多的时间后才执行。

要如何解释呢？调用setTimeout()时，一个延时事件被排入队列。而后，继续执行这以后的代码，以及更后边的代码，直到没有任何代码。没有任何代 码后，JavaScript线程进入空闲，此时JavaScript执行引擎才去翻看队列，在队列中找到“应该触发”的事件，而后调用这个事件的处理器 （函数）。处理器执行完成后，又再返回到队列，而后查看下一个事件。

单线程的JavaScript，就是这样经过队列，以事件循环的形式工做的。因此，前面的代码中，是用while将执行引擎拖在代码运行期间长达1000ms，而在所有代码运行完回到队列前，任何事件都不会触发。这就是JavaScript的异步机制。

JavaScript的异步难题

JavaScript中的异步操做可能不老是简单易行的。

Ajax也许是咱们用得最多的异步操做。以jQuery为例，发起一个Ajax请求的代码通常是这样的：

JavaScript代码

1. // Ajax请求示意代码
2. $.ajax({
3.   url: url,
4.   data: dataObject,
5.   success: function(){},
6.   error: function(){}
7. });

这样的写法有什么问题吗？简单来讲，不够轻便。为何必定要在发起请求的地方，就要把success和error这些回调给写好呢？假如个人回调要作不少不少的事情，是要我想起一件事情就跑回这里添加代码吗？

再好比，咱们要完成这样一件事：有4个供Ajax访问的url地址，须要先Ajax访问第1个，在第1个访问完成后，用拿到的返回数据做为参数再访问第2个，第2个访问完成后再第3个...以此到4个所有访问完成。按照这样的写法，彷佛会变成这样：

JavaScript代码

1. $.ajax({
2.   url: url1,
3.   success: function(data){
4.     $.ajax({
5.     url: url2,
6.     data: data,
7.     success: function(data){
8.       $.ajax({
9.         //...
10.       });
11.     }  
12.     });
13.   }
14. })

你必定会以为这种称为Pyramid of Doom（金字塔厄运）的代码看起来很糟糕。习惯了直接附加回调的写法，就可能会对这种一个传递到下一个的异步事件感到无从入手。为这些回调函数分别命名并分离存放能够在形式上减小嵌套，使代码清晰，但仍然不能解决问题。

另外一个常见的难点是，同时发送两个Ajax请求，而后要在两个请求都成功返回后再作一件接下来的事，想想若是只按前面的方式在各自的调用位置去附加回调，这是否是好像也有点难办？

适于应对这些异步操做，可让你写出更优雅代码的就是Promise。

Promise上场

Promise是什么呢？先继续之前面jQuery的Ajax请求示意代码为例，那段代码其实能够写成这个样子：

JavaScript代码

1. var promise = $.ajax({
2.   url: url,
3.   data: dataObject
4. });
5. promise.done(function(){});
6. promise.fail(function(){});

这和前面的Ajax请求示意代码是等效的。能够看到，Promise的加入使得代码形式发生了变化。Ajax请求就好像变量赋值同样，被“保存”了起来。这就是封装，封装将真正意义上让异步事件变得容易起来。

封装是有用的Promise对象就像是一个封装好的对异步事件的引用。想要在这个异步事件完成后作点事情？给它附加回调就能够了，无论附加多少个也没问题！

jQuery的Ajax方法会返回一个Promise对象（这是jQuery1.5重点增长的特性）。若是我有do1()、do2()两个函数要在异步事件成功完成后执行，只须要这样作：

JavaScript代码

1. promise.done(do1);
2. // Other code here.
3. promise.done(do2);

这样可要自由多了，我只要保存这个Promise对象，就在写代码的任什么时候候，给它附加任意数量的回调，而不用管这个异步事件是在哪里发起的。这就是Promise的优点。

正式的介绍

Promise应对异步操做是如此有用，以致于发展为了CommonJS的一个规范，叫作 Promises/A。Promise表明的是某一操做结束后的返回值，它有3种状态：

• 确定（fulfilled或resolved），代表该Promise的操做成功了。
• 否认（rejected或failed），代表该Promise的操做失败了。
• 等待（pending），尚未获得确定或者否认的结果，进行中。
  

此外，还有1种名义上的状态用来表示Promise的操做已经成功或失败，也就是确定和否认状态的集合，叫作 结束（settled）。Promise还具备如下重要的特性：

• 一个Promise只能从等待状态转变为确定或否认状态一次，一旦转变为确定或否认状态，就不再会改变状态。
• 若是在一个Promise结束（成功或失败，同前面的说明）后，添加针对成功或失败的回调，则回调函数会当即执行。
  

想一想Ajax操做，发起一个请求后，等待着，而后成功收到返回或出现错误（失败）。这是否和Promise至关一致？

进一步解释Promise的特性还有一个很好的例子：jQuery的$(document).ready(onReady)。其中onReady回调函数 会在DOM就绪后执行，但有趣的是，若是在执行到这句代码以前，DOM就已经就绪了，那么onReady会当即执行，没有任何延迟（也就是说，是同步 的）。

Promise示例

生成Promise

Promises/A里列出了一系列实现了Promise的JavaScript库，jQuery也在其中。下面是用jQuery生成Promise的代码：

JavaScript代码

1. var deferred = $.Deferred();
2. deferred.done(function(message){console.log("Done: " + message)});
3. deferred.resolve("morin");  // Done: morin

jQuery 本身特地定义了名为Deferred的类，它实际上就是Promise。$.Deferred()方法会返回一个新生成的Promise实例。一方面，使 用deferred.done()、deferred.fail()等为它附加回调，另外一方面，调用deferred.resolve()或 deferred.reject()来确定或否认这个Promise，且能够向回调传递任意数据。

合并Promise

还记得我前文说的同时发送2个Ajax请求的难题吗？继续以jQuery为例，Promise将能够这样解决它：

JavaScript代码

1. var promise1 = $.ajax(url1),
2. promise2 = $.ajax(url2),
3. promiseCombined = $.when(promise1, promise2);
4. promiseCombined.done(onDone);

$.when() 方法能够合并多个Promise获得一个新的Promise，至关于在原多个Promise之间创建了AND（逻辑与）的关系，若是全部组成 Promise都已成功，则令合并后的Promise也成功，若是有任意一个组成Promise失败，则当即令合并后的Promise失败。

级联Promise

再继续我前文的依次执行一系列异步任务的问题。它将用到Promise最为重要的.then()方法（在Promises/A规范中，也是用“有then()方法的对象”来定义Promise的）。代码以下：

JavaScript代码

1. var promise = $.ajax(url1);
2. promise = promise.then(function(data){
3.   return $.ajax(url2, data);
4. });
5. promise = promise.then(function(data){
6.   return $.ajax(url3, data);
7. });
8. // ...

Promise 的.then()方法的完整形式是.then(onDone, onFail, onProgress)，这样看上去，它像是一个一次性就能够把各类回调都附加上去的简便方法（.done()、.fail()能够不用了）。没错，你的 确能够这样使用，这是等效的。

但.then()方法还有它更为有用的功能。如同then这个单词自己的意义那样，它用来清晰地指明异步事件的先后关系：“先这个，而后（then）再那个”。这称为Promise的级联。

要级联Promise，须要注意的是，在传递给then()的回调函数中，必定要返回你想要的表明下一步任务的Promise（如上面代码 的$.ajax(url2, data)）。这样，前面被赋值的那个变量才会变成新的Promise。而若是then()的回调函数返回的不是Promise，则then()方法会返 回最初的那个Promise。

应该会以为有些难理解？从代码执行的角度上说，上面这段带有多个then()的代码其实仍是被JavaScript引擎运行一遍就结束。但它就像是写好的 舞台剧的剧本同样，读过一遍后，JavaScript引擎就会在将来的时刻，依次安排演员按照剧原本演出，而演出都是异步的。then()方法就是让你能 写出异步剧本的笔。

将Promise用在基于回调函数的API

前文反复用到的$.ajax()方法会返回一个Promise对象，这其实只是jQuery特地提供的福利。实际状况是，大多数JavaScript API，包括Node.js中的原生函数，都基于回调函数，而不是基于Promise。这种状况下使用Promise会须要自行作一些加工。

这个加工其实比较简单和直接，下面是例子：

JavaScript代码

1. var deferred = $.Deferred();
2. setTimeout(deferred.resolve, 1000);
3. deferred.done(onDone);

这样，将Promise的确定或否认的触发器，做为API的回调传入，就变成了Promise的处理模式了。

Promise是怎么实现出来的？

本文写Promise写到这里，你发现了全都是基于已有的实现了Promise的库。那么，若是要自行构筑一个Promise的话呢？

位列于 Promises/A的库列表第一位的 Q能够算是最符合Promises/A规范且至关直观的实现。若是你想了解如何作出一个Promise，能够参考Q提供的 设计模式解析。

限于篇幅，本文只介绍Promise的应用。我会在之后单独开一篇文章来详述Promise的实现细节。

做为JavaScript后续版本的ECMAScript 6将原生提供Promise，若是你想知道它的用法，推荐阅读 JavaScript Promises: There and back again。

结语

Promise这个词顽强到不适合翻译，一眼之下都会以为意义不明。不过，在JavaScript里作比较复杂的异步任务时，它的确能够提供至关多的帮助。


原文： http://segmentfault.com/blog/yardtea/1190000002526897