两天时间，实现自己的 Promise

为了更好的理解和实践 promise，我尝试自己写一个实现 promise 所有功能的类，并基于此去做一些扩展，达到可以在生产环境使用的程度；并且为了便于维护和理解，代码全部使用 typescript 编写。

01. 目录

• 02.自下而上
• 03.如何实现
• 04.Promise/A+规范
• 05.更多优化
• 06.源码
• 07.小结
• 08.其他参考

02.自下而上

02.01 基本概念

• 首先我们来整理一些 Promise 基本的概念，包括私有状态，内部方法，静态方法等等。

私有属性

• 私有属性包括状态和值 PromisState PromiseResult，这些属性外部无法访问。
• 状态属性有以下三种：
  • pending 初始化状态
  • fulfilled 兑现(完成)
  • rejected 拒绝
• 值属性，由 resolve 或 reject 处理来决定。

实例方法

• then
• catch
• finally

静态方法

• Promise.reject
• Promise.resolve
• Promise.race
• Promise.all
• Promise.allSettled
• Promise.any

03.如何实现

03.01 基础类

• 在罗列所有的状态和方法之后，我们首先来实现一个最基础的 Promise 类。

• 最基础的类，包括以下核心几点：

  • 拥有私有状态，也有着能够改变私有状态的私有方法。
  • 同时接收一个执行器函数作为参数，执行器函数内部则是预先定义好的私有方法。
  • 私有状态一旦改变（兑现或拒绝）后不可逆。

    /**
     * Promise 内部状态的枚举
     */
    enum PROMISE_STATES {
      PENDING = 'pending',
      FULFILLED = 'fulfilled',
      REJECTED = 'rejected'
    }
  
    type PromiseStates = PROMISE_STATES.PENDING | PROMISE_STATES.FULFILLED | PROMISE_STATES.REJECTED;
  
    export const isFunction = (fn: any):boolean => typeof fn === 'function';
    export const isObject = (obj: any):boolean => typeof obj === 'object';
  
    class PromiseLike {
      protected PromiseState: PromiseStates;
      protected PromiseResult: any;
  
    constructor(executor) {
      this.PromiseState = PROMISE_STATES.PENDING;
      this.PromiseResult = undefined;
  
      executor(this._resolve, this._reject)
    }
  
    _resolve = (value?: any) => {
      if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
        return;
      }
      this.PromiseState = PROMISE_STATES.FULFILLED;
      this.PromiseResult = value;
    }
  
    _reject = (value?: any) => {
      if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
        return;
      }
      this.PromiseState = PROMISE_STATES.REJECTED;
      this.PromiseResult = value;
    }
    }
  

resolve 和 reject

• 上述代码比较好理解， 我们定义了状态，定义了执行器函数以及相关的两个参数，这两个参数对应的方法分别修改了对应的状态。

• 但是差点忘了， Promise 是异步的，意味着这两个函数处理也应当是异步的；这里可以使用 setTimeout 来模拟异步进程。这部分还可以优化，后面我们会提到。

    class PromiseLike {
    /**
      * 使状态变更为 fulfilled
      * 调用注册的事件，注意调用后进行清除
      * @param value
      * @returns
      */
    _resolve = (value?: any) => {
      const resolveCb = () => {
        if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
          return;
        }
  
        this.PromiseState = FULFILLED;
        this.PromiseResult = value;
      }
  
      // 使任务变成异步的
      setTimeout(resolveCb, 0);
    }
  
    /**
     * 使状态变更为 rejected
      * @param value
      */
    _reject = (value?: any) => {
      const rejectCb = () => {
        if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
          return;
        }
  
        this.PromiseState = REJECTED;
        this.PromiseResult = value;
      }
  
      setTimeout(rejectCb, 0);
    }
  }
  

• 我们可以接着实现相关的静态方法，因为它们所做的事很简单，就是修改当前的内部状态，于是完全可以直接调用当前类实例化来处理。

• 重复代码不再罗列，下面是新增的静态方法：

  class PromiseLike {
    // ...sth
    static resolve(value?: any) {
      return new PromiseLike((resolve) => resolve(value));
    }
  
    static reject(value?: any) {
      return new PromiseLike((resolve, reject) => reject(value));
    }
  }
  

• 一个简单的基础类就这样完成了。不过先不要着急，当前的实现显然有许多要完善的地方，甚至也许有错误，让我们进一步来梳理。

03.02 原型方法

Promise.prototype.then

• 相信对 Promise 有所了解的都知道 Promise 的 then 方法以及它的链式调用。本质上，**它是对 Thenable 接口的具体实现。**这句话很重要，后面会用到。

• 让我们先来回顾一下 then 的用法：

  Promise.resolve(29).then(function fulfilled(res) {
    console.info(res);
    return res;
  }, function rejected(err) {
    console.error(err);
  });
  

• then 方法接收两个参数，分别用来处理 resolve 和 reject 的结果，称之为完成回调和拒绝回调。默认情况下，同时注册这两个回调方法，一次只可能会调用到其中一个。即使在前一个函数中抛出了异常，第二个异常捕获函数也无法立即捕获。

  • 完成回调，接收先前 promise 的 resolve 值作为默认参数，处理对应数据，并返回一个值，作为下一个 then 内部函数调用的默认参数。
  • 让我们再仔细想想， then 注册事件的调用次数是否和注册次数相同？是的。假如使用 then 注册了多个回调函数，则它们会依次执行。这意味着我们得在原先的基础上加上相应的事件队列。
  • 另外别忘了， then 方法支持链式调用，我们这里先使用 return this 的方式来简单实现。

• 现在我们对上面的基础类进行改进和修复。

  • 定义两个数组，分别用来保存完成回调和拒绝回调。
  • 下面罗列核心代码：

  export interface ICallbackFn {
    (value?: any): any;
  }
  
  type CallbackParams = ICallbackFn | null;
  
  export interface IExecutorFn {
    (resolve: ICallbackFn,  reject: ICallbackFn): any;
  }
  
  class PromiseLike {
    protected PromiseState: PromiseStates;
    protected PromiseResult: any;
  
    resolveCallbackQueues: Array<ICallbackFn>;
    rejectCallbackQueues: Array<ICallbackFn>;
  
    constructor(executor: IExecutorFn) {
      if (!isFunction(executor)) {
        throw new Error('Promise resolver undefined is not a function');
      }
      this.PromiseState = PENDING;
      this.PromiseResult = undefined;
  
      // 分别用于两个注册事件保存的数组
      this.resolveCallbackQueues = [];
      this.rejectCallbackQueues = [];
  
      executor(this._resolve, this._reject);
    }
  
    /**
     * 使状态变更为 fulfilled
    * 调用注册的事件，注意调用后进行清除
    * @param value
    * @returns
    */
    _resolve = (value: any) => {
      const resolveCb = () => {
        if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
          return;
        }
        while (this.resolveCallbackQueues.length) {
          const fn = this.resolveCallbackQueues.shift();
          fn && fn(value);
        }
        this.PromiseState = FULFILLED;
        this.PromiseResult = value;
      }
  
      // 使任务变成异步的
      setTimeout(resolveCb, 0);
    }
  
    /**
     * 使状态变更为 rejected
    * @param value
    */
    _reject = (value: any) => {
      const rejectCb = () => {
        if (this.PromiseState !== PROMISE_STATES.PENDING) {
          return;
        }
        while (this.rejectCallbackQueues.length) {
          const fn = this.rejectCallbackQueues.shift();
          fn && fn(value);
        }
        this.PromiseState = REJECTED;
        this.PromiseResult = value;
      }
  
      setTimeout(rejectCb, 0);
    }
  
    /**
     * 根据当前不同状态来执行对应逻辑
    * 如果在默认状态就是注册对应事件
    * 如果状态变化则是执行对应事件
    * @param onFulfilled
    * @param onRejected
    * @returns
    */
    then = (onFulfilled, onRejected) => {
      switch (this.PromiseState) {
        case PENDING:
          isFunction(onFulfilled) && this.resolveCallbackQueues.push(onFulfilled);
          isFunction(onRejected) && this.rejectCallbackQueues.push(onRejected);
        case FULFILLED:
          isFunction(onFulfilled) && onFulfilled(this.PromiseResult);
          break;
        case REJECTED:
          isFunction(onRejected) && onRejected(this.PromiseResult);
          break;
      }
      return this;
    }
  }
  

• 我们丰富了 then 方法。但是你我都知道，return this 看起来并不太可靠。

• 让我们来回顾一点，Promise 的私有状态一旦改变后不可逆。如果在这个 then 方法里抛出异常， promise 显然会变成拒绝状态，而同一实例的状态在改变后是不能够再次修改的。所以， then 的链式调用本质上是每次都会生成一个新的实例。

• 也许再贴一个使用 then 的例子会让我们有一些启发。

  const p = Promise.resolve(123);
  const p1 = p.then();
  const p2 = p1.then((val) => val + 123))
  const p3 = p2.then(console.info));
  const p4 = p3.then(() => {
    throw new Error('Oops!');
  });
    // 分别打印 p1 p2 p3 p4
    // Promise {<fulfilled>: 123}
    // Promise {<fulfilled>: 246}
    // Promise {<fulfilled>: undefined}
    // Promise {<rejected>: Error: Oops!
  

• 这段代码的输出，有助于让我们进一步理解 then 内部所做的事。

  • p1: 在没有传入回调函数的时候，它仅仅是将值传递，也就是内部会初始化一个默认的处理函数，这个处理函数只会乖乖地传递值。
  • p2: 存在完成回调时，可以获取值并进行处理，这个新的值通过返回的形式继续往后传递。
  • p3: 如果传入完成回调函数，但没有显式返回值，则最终的 promise 的值是 undefined.
  • p4: promise 状态已经变更成 rejected, 意味着是新的 promise. 符合我们的预期。

• 带着上述理解，我们来改进 then 方法。

• 首先，需要处理参数异常的情况，也就是传入参数不是函数，或者未传的情况，就给定默认处理函数。

  • 完成回调负责传递参数。
  • 拒绝回调负责抛出异常。

  then = (onFulfilled?: CallbackParams, onRejected?: CallbackParams) => {
   // 默认处理！！！
   onFulfilled = isFunction(onFulfilled) ? onFulfilled : value => value;
   onRejected = isFunction(onRejected) ? onRejected : err => { throw err };
  }
  

• 我们把这两个兼容处理放在函数内的顶部，这样有助于理解，也可以简化后续的逻辑。

• 下面是具体的内容，其中核心改动已注释说明。

  class PromiseLike {
    /**
     * 根据当前不同状态来执行对应逻辑
    * 如果在默认状态就是注册对应事件
    * 如果状态变化则是执行对应事件
    * @param onFulfilled
    * @param onRejected
    * @returns
    */
    then = (onFulfilled: CallbackParams, onRejected: CallbackParams) => {
      // 默认处理！！！
      onFulfilled = isFunction(onFulfilled) ? onFulfilled : value => value;
      onRejected = isFunction(onRejected) ? onRejected : err => { throw err };
      return new PromiseLike((resolve, reject) => {
        /**
         * 封装完成回调函数
        * @param val
        */
        const handleFulfilled = (val: any) => {
          try {
            const res = onFulfilled(val);
            resolve(res);
          } catch (error) {
            // 如果当前执行逻辑内发生异常，则抛出异常
            reject(error);
          }
        };
  
        /**
         * 封装错误回调函数
        * @param val
        */
        const handleRejected = (val: any) => {
          try {
            const res = onRejected(val);
            reject(res);
          } catch (error) {
            reject(error);
          }
        }
  
        switch (this.PromiseState) {
          case PROMISE_STATES.PENDING:
            this.resolveCallbackQueues.push(handleFulfilled);
            this.rejectCallbackQueues.push(handleRejected);
            break;
          case PROMISE_STATES.FULFILLED:
            handleFulfilled(this.PromiseResult);
            break;
          case PROMISE_STATES.REJECTED:
            handleRejected(this.PromiseResult);
            break;
        }
      });
    }
  }
  

• 这个 then 方法的处理已经接近完善，不过在 Promise 里有一点容易被人遗忘。

  • 在 Promise 中处理 Promise，内部处理会将其展开来获取其中的值。
  • 下面这个例子出来你就理解了。

    Promise.resolve(41) === Promise.resolve(Promise.resolve(41)); // false
  

• 不好意思，走错片场。js 中每个单独定义的引用类型都是不相等的。

  • 再来一次。

  const p = Promise.resolve(41);
  Promise.resolve(p) === p; // true
  

• 没错，如果我们给 promise 一个 promise 值，内部机制会将其展开。这个过程是递归的，这里我们先不展开探讨，但记住有这样的场景需要处理。

• 可以先定义一个静态方法判断是否是 Promise 实例，方便后续的判断。

  class PromiseLike {
    /**
     * 判断是否是当前类的实例
    * @param promise
    * @returns
    */
    static is(promise: PromiseType) {
      return promise instanceof PromiseLike;
    }
  }
  

• 有了这个方法，我们可以进一步完善上面的 then 方法。注意观察其中的变化，有注释说明。

• 为方便阅读，只展示核心方法（只有这里改动）。

  /**
   * 封装完成回调函数
  * @param val
  */
  const handleFulfilled = (val) => {
    try {
      const res = onFulfilled(val);
      if (PromiseLike.is(res)) {
        // 如果参数是 Promise 实例，直接可以把 promise 实例进行传递
        res.then(resolve, reject);
      } else  {
        resolve(res);
      }
    } catch (error) {
      // 如果当前执行逻辑内发生异常，则抛出异常
      reject(error);
    }
  };
  

Promise.prototype.catch

• 在实现 then 方法之后，其实 catch 的实现是你想象不到的简单。

• 因为本质上 catch 方法是 then 第二个参数也就是错误回调函数的语法糖。照着这个理解，实现起来就比较容易。

  class PromiseLike {
    /**
     * 错误处理
    * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/catch
    * @param rejectedCb
    * @returns
    */
    catch = (rejectedCb: CallbackParams) => {
      return this.then(null, rejectedCb);
    }
  }
  

Promise.prototype.finally

• 实现 finally 需要我们理解几个点。

  • 前面的状态只要不是 pending, 则一定会进入执行。
  • 类似于 then, 它可以注册多个回调，每个回调函数会依次执行。
  • 回调函数内无法获取内部值。
  • 除非在回调函数内抛出异常会把状态变成 rejected，否则它所做的仅仅是把状态和值传递。

• 了解上述几点之后，我们可以复用 then 方法，并自定义回调函数传入来实现。

  class PromiseLike {
    /**
     * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/finally
    * @param finallyCb
    * @returns
    */
    finally = (finallyCb: CallbackParams) => {
      return this.then(
        // 完成回调时，执行注册函数，并且将原来的值传递下去
        // 封装 Promise 类，再调用 then 方法传递
        val => PromiseLike.resolve(finallyCb && finallyCb()).then(() => val),
        // 异常回调时，执行注册函数，并且抛出异常
        err => PromiseLike.resolve(finallyCb && finallyCb()).then(() => { throw err })
      );
    }
  }
  

• 写到这里，几个核心的原型方法我们就实现完毕了。

• 心急的伙伴可以直接实例化一个对象来尝试，不过 Promise 当然还不止于此，接下来我们来实现对应的静态方法。

03.03 静态方法

• 前面已经实现了一个自定义的 Promise.is 方法来判断实例。这个工具类函数简单实用，可以留着。
• 还有两个快速实例化 Promise 类的方法我们也进行了实现：Promise.resolve 和 Promise.reject. 下面来做一点改进。

Promise.resolve

• 既然我们定义好了 Promise.is 方法，加上对 Promise 的理解进一步加深，知道了如果传入的已经是 Promise 实例，则不必再进行处理。所以这个方法需要做一点兼容处理。

  class PromiseLike {
    /**
     * 直接实例化 proimse
    * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/resolve
    * @param value
    * @returns
    */
    static resolve(value?: any) {
      if (PromiseLike.is(value)) {
        return value;
      }
      return new PromiseLike((resolve) => resolve(value));
    }
  }
  

• 现在我们可以尝试实现 Promise 提供的剩下两个类方法 Promise.all, Promise.race.

Promise.all

• 该方法是接收一个由 Promise 实例组成的数组，并返回 Promise 实例，其值是所有 Promise 实例的 resolve 的值组成的数组。

  • 当其中任意一个 Promise 有 reject 的值时，Promise.all 会返回最先 rejected 的值。
  • 等到所有 Promise resolve 之后，Promise.all 才会返回结果。
  • Promise.all 也是支持链式调用的。

• 大白话也许有些晦涩，我们直接看案例。

    Promise.all([Promise.resolve(1), Promise.reject(2)]); // Promise {<rejected>: 2}
    Promise.all([Promise.resolve(1), Promise.resolve(2)]); // Promise {<fulfilled>: Array(2)} [1, 2]
    Promise.all([]); // Promise {<fulfilled>: Array(2)}
  

• 其中，第三个表达式的结果对理解 Promise.race 和 Promise.all 的区别很重要。这点后面会谈。除此之外，结果是显而易见的。

• Promise.all 返回的结果是传入数组的参数的顺序，也可以理解为顺序执行，并填入对应的位置。基于这几点，要实现它就有思路了。

  • 顺序执行所有 Promise，并把结果保存到数组的对应位置，同时统计已执行的数量；当该数量等同于传入的数组长度时，返回由结果组成的数组。

  class PromiseLike {
    /**
     * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/all
    * @param promises 严格意义上来说，参数是可迭代对象，为了简化实现这里统一成数组
    * @returns
    */
    static all(promises: Array<ICallbackFn>) {
      // 支持链式调用
      return new PromiseLike((resolve, reject) => {
        const len = promises.length;
        let resolvedPromisesCount = 0;
        let resolvedPromisesResult = <any>[];
        for (let i = 0; i < len; i++) {
          const currentPromise = promises[i];
          // 如果不是 Promise 实例，则需要包装一份；
          // 但因为直接包装 Promise 类的效果是幂等的，所以这里不需要判断，直接处理即可
          PromiseLike.resolve(currentPromise)
          .then((res: any) => {
            resolvedPromisesCount++;
            resolvedPromisesResult[i] = res;
            // 当所有值都 resolve 之后， 返回对应数组
            if (resolvedPromisesCount === len) {
              resolve(resolvedPromisesResult);
            }
          })
          // 如果有任意一个异常，则直接推出
          .catch((err: any) => {
            reject(err);
          });
        }
      });
    }
  }
  

• 如同在方法注释里说明的一样，其实 Promise.all 和 Promise.race 方法接收的参数都是可迭代对象，并不仅仅是数组。这里为了方便实现，使用数组替代。可迭代对象不在这篇文章的核心讨论范围之内，感兴趣的可以点进上面的链接继续了解。

Promise.race

• Promise.race 和 Promise.all 有些相似，至少就参数而言，都接收可迭代对象作为参数，也可以链式调用，意味着它也返回一个新的 Promise 实例。

• 不同的是，Promise.race 将会返回第一个 Promise.resolve 的值，或是第一个 reject 的值，而且这个值并不是数组。

• 了解到这两点之后，实现起来就有清晰的思路了。

  • 遍历顺序执行所有 Promise 并取出第一个 resolve 的值。

  class PromiseLike {
    /**
     * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/race
    * @param promises
    * @returns
    */
    static race(promises: Array<ICallbackFn>) {
      return new PromiseLike((resolve, reject) => {
        for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
          const currentPromise = promises[i];
          PromiseLike.resolve(currentPromise)
            .then((res: any) => {
              resolve(res);
            })
            .catch((err: any) => {
              reject(err);
            });
        }
      });
    }
  }
  

• 再运行这样一段代码，得到的结果应该并不会让你意外。

    Promise.race([]); // Promise {<pending>} 与 Promise.all 的结果不同
  

• 至此，目前已广泛兼容的两个核心方法我们都已经实现了。这是不是意味着可以愉快的玩耍了呢，当然可以。不过，既然都走到这一步了，我们顺带可以实现更多的 Promise 方法，一来锻炼动手能力，二来证明学以致用。

03.04 其他静态方法

Promise.allSettled

• 这个方法和 Promise.all 非常相似，执行所有的 Promise 实例并返回所有的结果，不论结果如何，都在返回的数组里塞回一个对象。

  • 每个对象只有两个属性 status 和 value 或 reason；如果当前 proimse 是 fulfilled 则属性是 status 和 value, 如果当前是 rejected 则属性是 status 和 reason.

• 对 Promise.all 稍加改动就可以实现。

  • 判断计数的逻辑在两个回调函数中都进行，并且对返回值加一层包装。

  /**
   * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/allSettled
  * @param promises 严格意义上来说，参数是可迭代对象，为了简化实现这里统一成数组
  * @returns
  */
  static allSettled(promises: Array<IPromiseType>) {
    // 支持链式调用
    return new PromiseLike((resolve, reject) => {
      const len = promises.length;
      const startTime = Date.now();
      let resolvedPromisesCount = 0;
      let resolvedPromisesResult = <any>[];
  
      for (let i = 0; i < len; i++) {
        const currentPromise = promises[i];
        // 如果不是 Promise 实例，则需要包装一份；
        // 但因为直接包装 Promise 类的效果是幂等的，所以这里不需要判断，直接处理即可
        PromiseLike.resolve(currentPromise)
        .then((res: any) => {
          resolvedPromisesCount++;
          resolvedPromisesResult[i] = {
            status: PROMISE_STATES.FULFILLED,
            value: res
          };
          // 当所有 promises 完成后，返回数组；多封装了一个属性用于显示执行时间
          if (resolvedPromisesCount === len) {
            resolvedPromisesResult.duringTime = Date.now() - startTime + 'ms';
            resolve(resolvedPromisesResult);
          }
        })
        // 如果有任意一个异常，则直接推出
        .catch((err: any) => {
          resolvedPromisesCount++;
          resolvedPromisesResult[i] = {
            status: PROMISE_STATES.REJECTED,
            reason: err
          };
          if (resolvedPromisesCount === len) {
            resolvedPromisesResult.duringTime = Date.now() - startTime + 'ms';
            resolve(resolvedPromisesResult);
          }
        });
      }
    });
  }
  

Promise.any

• 这是今年(2021)刚刚落定草案的新 API。定义和 Promise.race 很相似，接收可迭代对象作为参数，可以链式调用。

• 不同的是，它会返回第一个落定的，也就是 resolve 的值；如果传入的 promise 全都都进入拒绝状态，则它会等到所有拒绝状态都完成后，再返回一个由拒绝错误组成的对象。这个对象是新定义的类型 AggregateError，这里暂且先不展开，直接使用它。

• 从定义上来看，它和 Promise.race 相似，不过从实现上观察，却和 Promise.all 更加相似。

  • 只需要把计算数量的逻辑搬到错误回调中，并将其返回错误对象即可。

  class PromiseLike {
    /**
     * 2021 年刚纳入规范的 any
    * https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise/any
    * @param promises
    * @returns
    */
    static any(promises: Array<ICallbackFn>) {
      return new PromiseLike((resolve, reject) => {
        const len = promises.length;
        let rejectedPromisesCount = 0;
        let rejectedPromisesResult = <any>[];
        for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
          const currentPromise = promises[i];
          PromiseLike.resolve(currentPromise)
            .then((res: any) => {
              resolve(res);
            })
            .catch((err: any) => {
              rejectedPromisesCount++;
              rejectedPromisesResult[i] = err;
              if (rejectedPromisesCount === len) {
                // 如果浏览器支持，则直接抛出这个新对象，否则则直接抛出异常
                if (isFunction(AggregateError)) {
                  throw new AggregateError(rejectedPromisesResult, 'All promises were rejected');
                } else {
                  throw (rejectedPromisesResult);
                }
              }
            });
        }
      })
    }
  }
  

04.Promise/A+规范

04.01 promises-aplus-tests 验证

• 这个库 promises-aplus-tests 可以用来验证我们实现的 Promise 是否遵循 Promise/A+规范 。

• 使用方式比较简单，注入一个方法即可，这个方法返回的对象包含 Promise/resolve/reject.

• 由于我们使用类的方式编写，所以直接新增一个静态函数即可。

  class PromiseLike {
    /**
     * 三方库验证
    * @returns
    */
    static deferred() {
      let defer: any = {};
      defer.promise = new PromiseLike((resolve, reject) => {
        defer.resolve = resolve;
        defer.reject = reject;
      });
      return defer;
    }
  }
  

• 需要注意的是，要用 commonjs 规范的方式来导出，否则会出现报错。

    module.exports = PromiseLike;
  

• 运行 npx promises-aplus-tests 目录名 进行验证。

04.02 并不完美（兼容修复）

• 运行结果显示，有部分 case 没有通过。糟透了！下面一一提取。

'Chaining cycle detected for promise'

• 这个异常显示，我们不能在 promise 中使用自身，否则会造成死循环。

• 举个例子：

    const p = Promise.resolve(1).then(() => p);
  

• 运行这段代码，就会得到上述报错。

• 解决办法并不难，定义变量来保存 then 函数的返回值，同时在内部方法返回的位置进行兼容处理，如果相等就抛出异常。

    const res = onFulfilled(val);
    // 返回的 promise 不可以是当前的 promise 否则会造成死循环
    if (newPromise === res) {
    	throw new TypeError('Chaining cycle detected for promise #<Promise>');
    }
  

2.3.3: Otherwise, if x is an object or function

• 再次执行，发现 Promise 规范对传入参数是对象和函数类型也有着特殊的处理。我们并没有处理，所以出现了上述报错。规范里 有所定义，我们可以简单理解为如果传入的参数是 Thenable 的，则需要调用其中的 then 方法，也就是将其展开调用。上文中自己有提到，终究是逃不过。

• 之前我们仅仅对 Promise 的实例进行了特殊处理，现在意识到还需要处理 Thenable 接口的对象。但因为 Promise 实例本身就是实现 Thenable 接口的特殊对象。(typeof Promise.resolve(1); // object)，所以实现了对 Thenable 接口的处理，自然也能涵盖原有的逻辑。

• 新定义一个单独的方法来实现，以提高可读性。

  • 这个函数有些复杂，但每一条逻辑都可以在规范里追溯。

  /**
   * 该实现遵循 Promise/A+ 规范
  * https://github.com/promises-aplus/promises-spec
  * @param promise
  * @param x
  * @param resolve
  * @param reject
  * @returns
  */
  const resolvePromise = (promise: any, x: any, resolve: ICallbackFn, reject: ICallbackFn) => {
    // 返回的 promise 不可以是当前的 promise 否则会造成死循环
    if (newPromise === x) {
      reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise #<Promise>'));
    }
    // 对可能是 thenable 接口实现的对象判断
    if (isObject(x) || isFunction(x)) {
      if (x === null) {
        return resolve(x);
      }
      let thenCb;
      try {
        thenCb = x.then;
      } catch (error) {
        return reject(error);
      }
  
      // 如果是 thenable 的对象，则调用其 then 方法
      // 这一步涵盖了 Promise 实例的可能性
      if (isFunction(thenCb)) {
        let isCalled = false;
        try {
          thenCb.call(
            x, // 指向当前函数或对象
            (y: any) => {
              // 如果 resolvePromise 和 rejectPromise 都可能被调用
              // 则只需调用第一次（resolvePromise 或 rejectPromise），后续无需再执行
              if (isCalled) return;
              isCalled = true;
              // 传入当前函数，以实现递归展开调用
              resolvePromise(promise, y, resolve, reject);
            },
            (r: any) => {
              // 对应前面任意的调用之后，就不再只需后续逻辑
              if (isCalled) return;
              isCalled = true;
              reject(r);
            }
          )
        } catch (error) {
          if (isCalled) return;
          reject(error);
        }
      } else {
        resolve(x);
      }
    } else {
      resolve(x);
    }
  }
  

• 在原先处理数据的地方，换成 resolvePromise 函数就可以了。

• 这下是可算是完整通过测试了。

  872 passing (14s)
  

05.更多优化

05.01 queueMicrosoft

• 学习过程中，意外发现 queueMicrosoft 这个方法，用于将任务转换成微任务。我们知道 setTimeout 虽然可以实现异步的效果，但它属于宏任务，与 Promise 所属的微任务不符。所以可以用 queueMicrosoft 来替换。
• 有关使用方式，可以查看这里

05.02 typescript 完善

• 前面的例子里已经定义许多接口。这里举个例子完善一哈，更多详细内容可以查看下文的源码。

  export interface IPromiseType {
    then: IExecutorFn;
    catch: ICallbackFn;
    finally: ICallbackFn;
  }
  
  class PromiseLike implements IPromiseType {}
  

• 由于自己的 typescript 实践仍在学习中，可能源码中还存在许多值得改进和优化的地方，可以在评论或 issue 中指出，合理的改进建议一定会采纳并实践。

• 使用版本："typescript": "^4.3.5"

05.03 花里胡哨的变种方法

Promise.last

• 定义一个函数，返回最后一个完成的 promise, 并且可以选择是否需要 rejected 的 promise.

  /**
   * 返回最后一个完成的值，可以自行决定是否忽略异常
  * 如果不忽略，异常优先抛出
  * 如果忽略，返回完成值
  * @param promises
  * @param ignoreRejected
  * @returns
  */
  static last(promises: Array<IPromiseType>, ignoreRejected: boolean = false) {
    return new PromiseLike((resolve, reject) => {
      const len = promises.length;
      const startTime = Date.now();
      let resolvedPromisesCount = 0;
  
      for (let i = 0; i < len; i++) {
        const currentPromise = promises[i];
        PromiseLike.resolve(currentPromise)
        .then((res: any) => {
          resolvedPromisesCount++;
          // 当所有 promises 完成后，返回最后一个值；封装一个属性用于显示执行时间
          if (resolvedPromisesCount === len) {
            isObject(res) && (res.duringTime = Date.now() - startTime + 'ms');
            resolve(res);
          }
        })
        // 如果有任意一个异常，则直接推出
        .catch((err: any) => {
          if (ignoreRejected) {
            resolvedPromisesCount++;
          } else {
            reject(err)
          }
        });
      }
    });
  }
  

• 还可以实现一个它的变种，即返回最后一个更新的值，不论是 fulfilled 或者 rejected 状态.源码有展示，这里不再赘述。

Promise.wrap

• 该方法可以将原来的普通异步请求包装成 Promise 实例，便于链式调用等。

• 假设有这样一个请求处理函数。

  function fn(url, cb) {
    ajax(url, cb);
  }
  

• 想让它变成可以使用链式调用，使用方式见注释。

  /**
   * 把不是 promise 实例的函数包装成 promise 实例
  * 例如 ajax 请求
  * const request = Promise.wrap(ajax);
  * request.then(callback);
  * @param fn
  * @returns
  */
  static wrap(fn: any) {
    if (!isFunction(fn)) {
      return fn;
    }
    return function () {
      const args: any[] = Array.prototype.slice.call(arguments);
      return new PromiseLike((resolve) => {
        fn.apply(null, args.concat(function (res: any, err: any) {
          res && resolve(res);
          err && resolve(err);
        }));
      })
    }
  }
  

Promise.sequence

• 链式调用的能力可以结合数组的 reduce 完成串行操作，把函数传入组合成新的函数。

  • 这里的参数不涉及 Promise 实例，使用链式调用来实现。

  /**
   * 返回一个函数来执行
  * @param fns
  * @returns
  */
  static sequence(fns: Array<ICallbackFn>) {
    return (x: number) => fns.reduce((acc, fn: ICallbackFn) => {
      if (!isFunction(fn)) {
        fn = x => x;
      }
      return acc.then(fn).catch((err: any) => { throw err });
    }, PromiseLike.resolve(x));
  }
  

• 假设有多个函数，我们可以通过这样的操作来将它们组合，组合的内容是处理函数。

  function addThree(x) {
    return x + 3;
  }
  function addFive(x) {
    return x + 5;
  }
  const addEight = ProimseLike.sequence([addThree, addFive]);
  addEight(2); // 10
  

• 上面的函数其实已经实现了串行；还可以做一些改动把每个值按顺序保存下来。

Promise.sequenceByOrder

• 该方法顺序执行函数，并返回按完成顺序排列的值。

  /**
   * 串行执行所有 promises,并返回按返回顺序排列的数组
  * 注意接收的参数是返回 promise 实例的函数组成的数组
  * @param promises
  * @returns
  */
  static sequenceByOrder(promises: Array<ICallbackFn>) {
    return new PromiseLike((resolve) => {
      let promiseResults: any = [];
      const reduceRes = promises.reduce((prevPromise, currentPromise: ICallbackFn, currentIndex: number) => {
        return prevPromise.then((val: any) => {
          promiseResults.push(val);
          const newVal = currentPromise(val);
          // 最后一次循环时保存，并剔除第一个值（默认 undefined)
          if (currentIndex === promises.length - 1) {
            promiseResults.unshift();
          }
          return newVal;
        });
      }, PromiseLike.resolve());
      reduceRes.then((val: any) => {
        promiseResults.push(val);
        resolve(promiseResults);
      });
    });
  }
  

Promise.map

• 定义一个可以处理所有 promise 值的函数，类似数组的 map 方法。

  /**
   * 对每个 promise 的值进行特定的处理
  * Promise.map([p1, p2, p3], (val, resolve) => {
  *   resolve(val + 1);
  * })
  * @param promises
  * @param fn
  * @returns
  */
  static map(promises: Array<IPromiseType>, fn: any) {
    return PromiseLike.all(promises.map((currentPromise) => {
      return new PromiseLike((resolve) => {
        if (!isFunction(fn)) {
          fn = (val:any, resolve: ICallbackFn) => resolve(val);
        }
        fn(currentPromise, resolve);
      })
    }));
  }
  

Promise.observe

• 定义这样一个函数，用于清理 promise 相关的副作用，通常用在 Promise.race 中。假设我们使用 Promise.race 来设定超时，但仍然希望超时的场景里能够处理数据。

  /**
   * Promise.race([Promise.observe(p, cleanup // 处理函数), timeoutFn // 超时函数])
  * @param promise
  * @param fn
  * @returns
  */
  static observe(promise: IPromiseType, fn: ICallbackFn) {
    promise
    .then((res: any) => {
      PromiseLike.resolve(res).then(fn);
    }, (err) => {
      PromiseLike.resolve(err).then(fn);
    });
    return promise;
  }
  

06.源码

06.01 部分源码

• 所有源码虽不多，全部张贴出来也比较占版面。下面是 then 的完整实现。

  class PromiseLike {
    /**
     * 根据当前不同状态来执行对应逻辑
    * 如果在默认状态就是注册对应事件
    * 如果状态变化则是执行对应事件
    * @param onFulfilled
    * @param onRejected
    * @returns
    */
    then = (onFulfilled?: CallbackParams, onRejected?: CallbackParams) => {
      // 默认处理！！！
      onFulfilled = isFunction(onFulfilled) ? onFulfilled : value => value;
      onRejected = isFunction(onRejected) ? onRejected : err => { throw err };
  
      /**
       * 该实现遵循 Promise/A+ 规范
      * https://github.com/promises-aplus/promises-spec
      * @param promise
      * @param x
      * @param resolve
      * @param reject
      * @returns
      */
      const resolvePromise = (promise: IPromiseType, x: any, resolve: ICallbackFn, reject: ICallbackFn) => {
        // 返回的 promise 不可以是当前的 promise 否则会造成死循环
        if (newPromise === x) {
          reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise #<Promise>'));
        }
        // 对可能是 thenable 接口实现的对象判断
        if (isObject(x) || isFunction(x)) {
          if (x === null) {
            return resolve(x);
          }
          let thenCb;
          try {
            thenCb = x.then;
          } catch (error) {
            return reject(error);
          }
  
          // 如果是 thenable 的对象，则调用其 then 方法
          // 这一步涵盖了 Promise 实例的可能性
          if (isFunction(thenCb)) {
            let isCalled = false;
            try {
              thenCb.call(
                x, // 指向当前函数或对象
                (y: any) => {
                  // 如果 resolvePromise 和 rejectPromise 都可能被调用
                  // 则只需调用第一次（resolvePromise 或 rejectPromise），后续无需再执行
                  if (isCalled) return;
                  isCalled = true;
                  // 传入当前函数，以实现递归展开调用
                  resolvePromise(promise, y, resolve, reject);
                },
                (r: any) => {
                  // 对应前面任意的调用之后，就不再只需后续逻辑
                  if (isCalled) return;
                  isCalled = true;
                  reject(r);
                }
              )
            } catch (error) {
              if (isCalled) return;
              reject(error);
            }
          } else {
            resolve(x);
          }
        } else {
          resolve(x);
        }
      }
  
      // 定义变量，用于传参进行比较
      const newPromise = new PromiseLike((resolve, reject) => {
        /**
         * 封装完成回调函数
        * @param val
        */
        const handleFulfilled = (val: any) => {
          try {
            const x = onFulfilled && onFulfilled(val);
            resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
          } catch (error) {
            // 如果当前执行逻辑内发生异常，则抛出异常
            reject(error);
          };
        };
  
        /**
         * 封装错误回调函数
        * @param val
        */
        const handleRejected = (val: any) => {
          try {
            const x = onRejected && onRejected(val);
            resolvePromise(newPromise, x, resolve, reject);
          } catch (error) {
            reject(error);
          }
        }
  
        switch (this.PromiseState) {
          case PROMISE_STATES.PENDING:
            this.resolveCallbackQueues.push(handleFulfilled);
            this.rejectCallbackQueues.push(handleRejected);
            break;
          case PROMISE_STATES.FULFILLED:
            handleFulfilled(this.PromiseResult);
            break;
          case PROMISE_STATES.REJECTED:
            handleRejected(this.PromiseResult);
            break;
        }
      });
  
      return newPromise;
    }
  }
  

06.02 全部源码

• Github 地址

07.小结

• 在这次尝试实现 Promise 的过程中，自己也在边写边学。这是我理解和实践的整个思路，并不一定适用其他人；希望它能作为一种参考，启发或者影响到他人。在写这篇文章之前，我没想到会投入了整整两天时间，却也只是弄懂了些皮毛。 而 Promise 内部显然还有许多值得探讨的地方，涉及的微任务， async/await 相关，迭代器和生成器；只是目前精力所限，先止于此。后面也许会解析迭代器和生成器的内容。
• 整个实践，也是自己练习 typescipt 的过程，这里我使用类的方式编写，主要是便于自己理解；但它也完全可以用函数实现。typescript 编译后的代码就是函数的实现，而且是 js. 可以直接查看下面的地址了解。另外，其中内容的编译转换也是值得探索的。
  • Github

08.其他参考

08.01 参考内容

Typescript

优雅的异步处理

内置对象 Promise

Promise/A+

Promise 实现