JavaScript进阶之路——认识和使用Promise,重构你的Js代码

  一转眼,这2015年上半年就过去了,差不多一个月没有写博客了,"罪过罪过"啊~~。进入了七月份,也就意味着我们上半年苦逼的单身生活结束了,从此刻起,我们要打起十二分的精神,开始下半年的单身生活。大家一起加油~~

  一直以来,JavaScript处理异步都是以callback的方式,在前端开发领域callback机制几乎深入人心。在设计API的时候,不管是浏览器厂商还是SDK开发商亦或是各种类库的作者,基本上都已经遵循着callback的套路。近几年随着JavaScript开发模式的逐渐成熟,CommonJS规范顺势而生,其中就包括提出了Promise规范,Promise完全改变了js异步编程的写法,让异步编程变得十分的易于理解。今天我们就来了解一下Promise~~

 

 一 、初识Promise

1、什么是promise?

  Promise可能大家都不陌生,因为Promise规范已经出来好一段时间了,同时Promise也已经纳入了ES6,而且高版本的chrome、firefox浏览器都已经原生实现了Promise,只不过和现如今流行的类Promise类库相比少些API。

  所谓Promise,字面上可以理解为“承诺”,就是说A调用B,B返回一个“承诺”给A,然后A就可以在写计划的时候这么写:当B返回结果给我的时候,A执行方案S1,反之如果B因为什么原因没有给到A想要的结果,那么A执行应急方案S2,这样一来,所有的潜在风险都在A的可控范围之内了。

Promise规范如下:

  • 一个promise可能有三种状态:等待(pending)、已完成(fulfilled)、已拒绝(rejected)
  • 一个promise的状态只可能从“等待”转到“完成”态或者“拒绝”态,不能逆向转换,同时“完成”态和“拒绝”态不能相互转换
  • promise必须实现then方法(可以说,then就是promise的核心),而且then必须返回一个promise,同一个promise的then可以调用多次,并且回调的执行顺序跟它们被定义时的顺序一致
  • then方法接受两个参数,第一个参数是成功时的回调,在promise由“等待”态转换到“完成”态时调用,另一个是失败时的回调,在promise由“等待”态转换到“拒绝”态时调用。同时,then可以接受另一个promise传入,也接受一个“类then”的对象或方法,即thenable对象。

2.promise原理分析

  可以看到promise的规范并不是很多,下面我们一边分析promise一边自己写一个promise的实现。Promise实现的大致思路如下:

  构造函数Promise接受一个函数resolver,可以理解为传入一个异步任务,resolver接受两个参数,一个是成功时的回调,一个是失败时的回调,这两参数和通过then传入的参数是对等的。

其次是then的实现,由于Promise要求then必须返回一个promise,所以在then调用的时候会新生成一个promise,挂在当前promise的_next上,同一个promise多次调用都只会返回之前生成的_next。

由于then方法接受的两个参数都是可选的,而且类型也没限制,可以是函数,也可以是一个具体的值,还可以是另一个promise。下面是then的具体实现:

Promise.prototype.then = function(resolve, reject) {  
    var next = this._next || (this._next = Promise());  
    var status = this.status;  
    var x;  
  
    if('pending' === status) {  
        isFn(resolve) && this._resolves.push(resolve);  
        isFn(reject) && this._rejects.push(reject);  
        return next;  
    }  
  
    if('resolved' === status) {  
        if(!isFn(resolve)) {  
            next.resolve(resolve);  
        } else {  
            try {  
                x = resolve(this.value);  
                resolveX(next, x);  
            } catch(e) {  
                this.reject(e);  
            }  
        }  
        return next;  
    }  
  
    if('rejected' === status) {  
        if(!isFn(reject)) {  
            next.reject(reject);  
        } else {  
            try {  
                x = reject(this.reason);  
                resolveX(next, x);  
            } catch(e) {  
                this.reject(e);  
            }  
        }  
        return next;  
    }  
};  

这里,then做了简化,其他promise类库的实现比这个要复杂得多,同时功能也更多,比如还有第三个参数——notify,表示promise当前的进度,这在设计文件上传等时很有用。对then的各种参数的处理是最复杂的部分,有兴趣的同学可以参看其他类Promise库的实现。

在then的基础上,应该还需要至少两个方法,分别是完成promise的状态从pending到resolved或rejected的转换,同时执行相应的回调队列,即resolve()reject()方法。

到此,一个简单的promise就设计完成了,下面简单实现下两个promise化的函数:

function sleep(ms) {  
    return function(v) {  
        var p = Promise();  
  
        setTimeout(function() {  
            p.resolve(v);  
        });  
  
        return p;  
    };  
};  
  
function getImg(url) {  
    var p = Promise();  
    var img = new Image();  
  
    img.onload = function() {  
        p.resolve(this);  
    };  
  
    img.onerror = function(err) {  
        p.reject(err);  
    };  
  
    img.url = url;  
  
    return p;  
};  

由于Promise构造函数接受一个异步任务作为参数,所以getImg还可以这样调用:

function getImg(url) {  
    return Promise(function(resolve, reject) {  
        var img = new Image();  
  
        img.onload = function() {  
            resolve(this);  
        };  
  
        img.onerror = function(err) {  
            reject(err);  
        };  
  
        img.url = url;  
    });  
};  

接下来(见证奇迹的时刻),假设有一个BT的需求要这么实现:异步获取一个json配置,解析json数据拿到里边的图片,然后按顺序队列加载图片,每张图片加载时给个loading效果,

 

function addImg(img) {  
    $('#list').find('> li:last-child').html('').append(img);  
};  
  
function prepend() {  
    $('<li>')  
        .html('loading...')  
        .appendTo($('#list'));  
};  
  
function run() {  
    $('#done').hide();  
    getData('map.json')  
        .then(function(data) {  
            $('h4').html(data.name);  
  
            return data.list.reduce(function(promise, item) {  
                return promise  
                    .then(prepend)  
                    .then(sleep(1000))  
                    .then(function() {  
                        return getImg(item.url);  
                    })  
                    .then(addImg);  
            }, Promise.resolve());  
        })  
        .then(sleep(300))  
        .then(function() {  
            $('#done').show();  
        });  
};  
  
$('#run').on('click', run)

这里的sleep只是为了看效果加的,可猛击查看demo

在这里,Promise.resolve(v)静态方法只是简单返回一个以v为肯定结果的promise,v可不传入,也可以是一个函数或者是一个包含then方法的对象或函数(即thenable)。

类似的静态方法还有Promise.cast(promise),生成一个以promise为肯定结果的promise;Promise.reject(reason),生成一个以reason为否定结果的promise。

我们实际的使用场景可能很复杂,往往需要多个异步的任务穿插执行,并行或者串行同在。这时候,可以对Promise进行各种扩展,比如实现Promise.all(),接受promises队列并等待他们完成再继续,再比如Promise.any(),promises队列中有任何一个处于完成态时即触发下一步操作。

 

3.标准的Promise

  可参考html5rocks的这篇文章JavaScript Promises,目前高级浏览器如Chrome、Firefox都已经内置了Promise对象,提供更多的操作接口,比如Promise.all(),支持传入一个promises数组,当所有promises都完成时执行then,还有就是更加友好强大的异常捕获,应对日常的异步编程,应该足够了。

  现今流行的各大js库,几乎都不同程度的实现了Promise,如dojo,jQuery、Zepto、when.js、Q等,只是暴露出来的大都是Deferred对象,当然还有angularJs中的$q.这里以jQuery为例,说一下:

// animate  
$('.box')  
    .animate({'opacity': 0}, 1000)  
    .promise()  
    .then(function() {  
        console.log('done');  
    });  
  
// ajax  
$.ajax(options).then(success, fail);  
$.ajax(options).done(success).fail(fail);  
  
// ajax queue  
$.when($.ajax(options1), $.ajax(options2))  
    .then(function() {  
        console.log('all done.');  
    }, function() {  
        console.error('There something wrong.');  
    });  

 

 二 、用Promise组织你的JavaScript代码

  上面我们了解了Promise,相信大家对Promise有了一定的认识。下面我们开始动手来写代码,通过几个简单的例子,来加深理解。这里我们使用浏览器自带的Promise,首先我们要先检测一些浏览器是否支持Promise,其实很简单,如果是谷歌浏览器,按下F12,打开控制台,如图:

这里我们可以看到Promise的type是function,也就是说谷歌浏览器是支持promise的。以此为原理,我们可以写一段JavaScript代码来检测,代码如下:

if(typeof(Promise) === "function"){
    alert("支持Promise");
}
else{
    alert("不支持Promise");
}

经过检测,发现IE11竟然不支持promise.建议大家用谷歌浏览器来进行测试吧。

我们首先来写一个等待的方法,如下:

function wait(duration){
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        setTimeout(resolve,duration);
    })
}

测试这个方法的代码如下:wait(5000).then(function(){alert('hello')}),这段代码很简单,就是等待5秒以后执行一个回调,弹出一个消息。当然,你还可以这样写:

wait(5000).then(function(){alert('hello')}).then(function(){console.log('world')})

怎么样?很简单吧~~

下面来看一些我从网上收集的一些常用的JavaScript的promise的写法:

function get(uri){
    return http(uri, 'GET', null);
}

function post(uri,data){
    if(typeof data === 'object' && !(data instanceof String || (FormData && data instanceof FormData))) {
        var params = [];
        for(var p in data) {
            if(data[p] instanceof Array) {
                for(var i = 0; i < data[p].length; i++) {
                    params.push(encodeURIComponent(p) + '[]=' + encodeURIComponent(data[p][i]));
                }
            } else {
                params.push(encodeURIComponent(p) + '=' + encodeURIComponent(data[p]));
            }
        }
        data = params.join('&');
    }


    return http(uri, 'POST', data || null, {
        "Content-type":"application/x-www-form-urlencoded"
    });
}

function http(uri,method,data,headers){
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        var xhr = new XMLHttpRequest();
        xhr.open(method,uri,true);
        if(headers) {
            for(var p in headers) {
                xhr.setRequestHeader(p, headers[p]);
            }
        }
        xhr.addEventListener('readystatechange',function(e){
            if(xhr.readyState === 4) {
                if(String(xhr.status).match(/^2\d\d$/)) {
                    resolve(xhr.responseText);
                } else {
                    reject(xhr);
                }
            }
        });
        xhr.send(data);
    })
}

function wait(duration){
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        setTimeout(resolve,duration);
    })
}

function waitFor(element,event,useCapture){
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        element.addEventListener(event,function listener(event){
            resolve(event)
            this.removeEventListener(event, listener, useCapture);
        },useCapture)
    })
}

function loadImage(src) {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        var image = new Image;
        image.addEventListener('load',function listener() {
            resolve(image);
            this.removeEventListener('load', listener, useCapture);
        });
        image.src = src;
        image.addEventListener('error',reject);
    })
}

function runScript(src) {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        var script = document.createElement('script');
        script.src = src;
        script.addEventListener('load',resolve);
        script.addEventListener('error',reject);
        (document.getElementsByTagName('head')[0] || document.body || document.documentElement).appendChild(script);
    })
}

function domReady() {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        if(document.readyState === 'complete') {
            resolve();
        } else {
            document.addEventListener('DOMContentLoaded',resolve);
        }
    })
}

 看到了吧,Promise风格API跟回调风格的API不同,它的参数跟同步的API是一致的,但是它的返回值是个Promise对象,要想得到真正的结果,需要在then的回调里面拿到。

 

 三、用Promise组织JavaScript异步代码

   在比较复杂的页面中,我们会使用到大量的异步操作。我们来看看使用Promise会带来怎样的便利吧~~

1、多个异步调用,同步/并行

   例如我们页面调用了好几个异步函数,我们要等待所有的异步函数执行完成后,做一些操作,如弹出一个消息框提示用户操作成功。下面我们拿一个例子来说明一下:

Promise.all跟then的配合,可以视为调用部分参数为Promise提供的函数。譬如,我们现在有一个接受三个参数的函数:

function print(a, b, c) {
    console.log(a + b + c);
}

现在我们调用print函数,其中a和b是需要异步获取的:

var c = 10;

print(geta(), getb(), 10); //这是同步的写法

Promise.all([geta(), getb(), 10]).then(print); //这是 primise 的异步写法

如果用callback的话,我们就只能一个一个调用了,调用完了geta,然后在其回调函数里面调用getb,最后在getb的回调函数中调用print方法。串行和并行哪个更快,大家很清楚吧~~

 

 2.竞争

   如果说Primise.all是promise对象之间的“与”关系,那么Promise.race就是promise对象之间的“或”关系。比如,我要实现“点击按钮或者5秒钟之后执行”:

var btn = document.getElementsByTagName('button');

Promise.race(wait(5000), waitFor(btn, click)).then(function(){
    console.log('run!')
})

 

3.异常处理

   异常处理一直是回调的难题,而promise提供了非常方便的catch方法:在一次promise调用中,任何的环节发生reject,都可以在最终的catch中捕获到:

Promise.resolve().then(function(){
    return loadImage(img1);
}).then(function(){
    return loadImage(img2);
}).then(function(){
    return loadImage(img3);
}).catch(function(err){
    //错误处理
})

 

4.复杂流程

接下来,我们来看比较复杂的情况。

promise有一种非常重要的特性:then的参数,理论上应该是一个promise函数,而如果你传递的是普通函数,那么默认会把它当做已经resolve了的promise函数。

这样的特性让我们非常容易把promise风格的函数跟已有代码结合起来。

为了方便传参数,我们编写一个currying函数,这是函数式编程里面的基本特性,在这里跟promise非常搭,所以就实现一下:

function currying(){
    var f = arguments[0];
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments,1);
    return function(){
        args.push.apply(args,arguments);
        return f.apply(this,args);
    }
}

currying会给某个函数"固化"几个参数,并且返回接受剩余参数的函数。比如之前的函数,可以这么玩:

var print2 = currying(print,11);

print2(2, 3); //得到 11 + 2 + 3 的结果,16

var wait1s = currying(wait,1000);

wait1s().then(function(){
    console.log('after 1s!');
})

有了currying,我们就可以愉快地来玩链式调用了,比如以下代码:

Promise.race([
    domReady().then(currying(wait,5000)), 
    waitFor(btn, click)])
    .then(currying(runScript,'a.js'))
    .then(function(){
        console.log('loaded');
        return Promise.resolve();
    });

 

 四 、总结

   我们看到,不管Promise实现怎么复杂,但是它的用法却很简单,组织的代码很清晰,从此不用再受callback的折磨了。promise作为一个新的API,它的API本身没有什么特别的功能,但是它背后代表的编程思路是很有价值的。

最后,Promise是如此的优雅!但Promise也只是解决了回调的深层嵌套的问题,真正简化JavaScript异步编程的还是Generator,在Node.js端,建议考虑Generator。

 

 五 、参考资料

JavaScript Promise迷你书(中文版)   http://liubin.github.io/promises-book/

JavaScript Promise启示录       http://www.csdn.net/article/2014-05-28/2819979-JavaScript-Promise

用Promise组织程序                 http://www.w3ctech.com/topic/721

 

 作者:雲霏霏

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posted @ 2015-07-10 09:07 雲霏霏 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏