处理异步操作对象 —— Promise

如何获取异步操作的结果？

传统方案是使用回调函数，在异步操作结束之后，执行回调函数，并将结果作为参数传递出去。

回调函数

但是回调函数会有两个缺点：

1. 回调地狱

例如：异步方法要依赖前一次结束，所以只能在对方的回调函数里面执行。

fn1(function(value1){
    fn2(value1, function(value2){
        fn3(value2, function(value3){
            fn4(value3, function)(value4){
              //...
            }
        })
    })
})

这样就造成了一层层回调函数嵌套，也就是回调地狱，让函数可读性和可维护性变得非常差。

2. 并行问题

例如：需要等待三个接口都请求成功之后，再去执行某个操作，怎么知道三个接口什么时候全部请求成功呢？

（1）对三个接口分别设置三个不同的变量，执行成功后修改变量的值，在每个接口判断其他两个变量值

let isAjaxASuccess = false, 
    isAjaxBSuccess = false, 
    isAjaxCSuccess = false;
function ajaxA (callback) {
    // 请求成功后更新状态
    isAjaxASuccess = true;
    if (isAjaxBSuccess && isAjaxCSuccess) {
        callback();
    }
}
function ajaxB (callback) {
    // 请求成功后更新状态
    isAjaxBSuccess = true;
    if (isAjaxCSuccess && isAjaxCSuccess) {
        callback();
    }
}
function ajaxC (callback) {
    // 请求成功后更新状态
    isAjaxCSuccess = true;
    if (isAjaxCSuccess && isAjaxBSuccess) {
        callback();
    }
}

（2）设置 setInterval 进行轮询，直到三个接口都请求成功

let isASuccess = false, 
    isBSuccess = false, 
    isCSuccess = false;
function ajaxA () {
    // 请求成功后更新状态
    isASuccess = true;
}
function ajaxB () {
    // 请求成功后更新状态
    isBSuccess = true;
}
function ajaxC () {
    // 请求成功后更新状态
    isCSuccess = true;
}
const interval = setInterval(() => {
    if (isASuccess && isBSuccess && isCSuccess) {
        callback();
        clearInterval(interval);
    }
}, 500)

以上两种方法都需要维护每个接口的请求状态，如果后续还需要加接口，代码扩展性很差。

基于以上两个问题，ES6 引入了一种用于处理异步操作的对象 —— Promise 。

Promise

Promise 对象用于表示一个异步操作的最终完成（或失败）及其结果值。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 对象有以下两个特点：

1. 对象的状态不受外界影响。

Promise 有三种状态：

• 进行中：pending
• 已成功：fulfilled
• 已失败：rejected

let promise = new Promise(function(resolve,reject){
  // 异步操作
  // 当异步操作成功的时候执行resolve(),就可以将承诺的状态由pending -> fulfilled
  // 当异步操作失败的时候执行reject()，就可以将承诺的状态由pending -> rejected
})

只有异步操作的结果，可以决定当前是哪一种状态，任何其他操作都无法改变这个状态。

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。

上面三种状态里面，fulfilled 和 rejected 合在一起称为 resolved（已定型）。代表状态已经凝固，不会再变了，会一直保持这个结果。

为了便于理解，我们通常把 resolved 只指 fulfilled 状态，不包含 rejected 状态。

Promise 构造函数

JavaScript 提供原生的 Promise 构造函数，用来生成 Promise 实例。

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // ...
  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else { /* 异步操作失败 */
    reject(new Error());
  }
});

上面代码中，Promise 构造函数接受一个函数作为参数，该函数的两个参数分别是 resolve 和 reject 。它们是两个函数，由 JavaScript 引擎提供，不用自己实现。

• resolve 函数的作用是，将 Promise 实例的状态从 “ 未完成 ” 变为 “ 成功 ”（即从 pending 变为 fulfilled），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。

• reject 函数的作用是，将 Promise 实例的状态从 “ 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。

Promise.prototype.then()

Promise.prototype.then(resolved_callback, rejected_callback)

• resolved_callback：当承诺对象状态 pending -> resolved 时的回调函数

• rejected_callback： 当承诺对象状态 pending -> rejected 时的回调函数（该参数可以省略）

每一个 .then() 方法还会返回一个新生成的 promise 对象，这个对象可被用作链式调用，就像这样：

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // ...
  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);
  } else { /* 异步操作失败 */
    reject(new Error());
  }
});

promise
  .then(handleResolvedA)
  .then(handleResolvedB)
  .then(handleResolvedC, handleRejectedC);

上面代码中，promise 后面有三个 then ，意味依次有三个回调函数，只要前一步的状态变为 fulfilled，就会依次执行紧跟在后面的回调函数。

最后一个 then 方法，handleResolvedC 只能获取 handleResolvedB 的返回值，而 handleRejectedC 可以获取 handleResolvedA、handleResolvedB 任意一个发生的错误。假如 handleResolvedA 的状态变为 rejected，那么 handleResolvedB 不会执行，因为是 resolved 的回调函数。Promise 开始寻找，直到找到第一个为 rejected 的回调函数 handleRejectedC。这就是说，Promise 对象的报错具有传递性。

下面是 Promise 的四种不同写法：

function f1() {
  return new Promise(function(resolve, reject) {
    resolve('f1 运行结果');
    return;
  })
}
function f2(params) {
  console.log('f2 的参数是：', params);
  return 'f2 运行结果';
}
function f3(params) {
  console.log('f3 的参数是：', params);
}

// 写法一
f1().then(function () {
  return f2();
}).then(f3);
// f3 的参数是 f2 运行的结果

// 写法二
f1().then(function () {
  f2();
  return;
}).then(f3);
// f3 的参数是 undefined

// 写法三
f1().then(f2()).then(f3);
// f3 的参数是 f2 返回的函数的运行结果

// 写法四
f1().then(f2).then(f3);
// f3 的参数是 f2 运行的结果，f2 的参数是 f1 运行的结果

上面代码中，

写法一：f1 的 .then 方法的回调函数返回了 f2 的运行结果，这个结果作为下一个 .then 方法的回调函数的参数，也就是 f3 的参数；

写法二：f1 的 .then 方法的回调函数运行完 f2 之后，直接 return ，所以返回值是 undefined，下一个 .then 方法的回调函数 f3 的参数也就是 undefined；

写法三：f1 的 .then 方法会新生成 Promise 对象，即 f2 运行之后返回的函数，这个 Promise 运行的的结果就是是 f3 的参数；

写法四：f1 的运行之后返回的结果作为它的 .then 方法的回调函数的参数，所以 f2 的参数是 f1 运行的结果，f3 的参数是 f2 运行的结果

Promise.prototype.catch()

Promise.prototype.catch(rejected_callback)

• rejected_callback：当承诺对象的状态pending -> rejected 时的回调函数

不管是ajax交互中出现的404、500异常会被 catch 捕获，在 then 中的代码语法错误也会被 catch 捕获。

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。

promise.then(function(res) {
  // ...
}).catch(function(error) {
  // 处理 promise 和 前一个回调函数运行时发生的错误
  console.log('发生错误！', error);
});

上面代码中，promise 方法返回一个 Promise 对象，

• 如果该对象状态变为 resolved，则会调用 then() 方法指定的回调函数；
• 如果异步操作抛出错误，状态就会变为 rejected，就会调用 catch() 方法指定的回调函数，处理这个错误。

另外，then() 方法指定的回调函数，如果运行中抛出错误，也会被 catch() 方法捕获。

一般来说，不要在 then() 方法里面定义 reject 状态的回调函数（即 then 的第二个参数），总是使用 catch 方法。

// bad
promise.then(function(res) {
  // success
}, function(err) {
  // error
})

// good
promise.then(function(data) {
  // success
})
.catch(function(err) {
  // error
});

上面代码中，第二种写法可以捕获前面 then 方法执行中的错误，也更接近同步的写法。因此，建议总是使用 catch() 方法，而不使用 then() 方法的第二个参数。

Promise.prototype.finally()

Promise.prototype.finally(callback)

不管承诺的状态最终如何，该函数中的回调函数都会执行

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

上面代码中，不管 promise 最后的状态，在执行完 then 或 catch 指定的回调函数以后，都会执行 finally 方法指定的回调函数。

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(() => {
  // ...
});

// 等同于

promise
.then(
  result => {
    // ...
    return result;
  },
  error => {
    // ...
    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。

Promise.all()

Promise.all([promise1, promise2, promise3,...])

Promise.all() 方法接受一个数组（可以不是数组，但必须具有 Iterator 接口）作为参数，promise1、promise2、promise3 都是 Promise 实例。

const p = Promise.all([p1, p2, p3]);

上面代码中，p 的状态由 p1、p2、p3 决定，分成两种情况：

（1）当 p1、p2、p3 的状态都变成 fulfilled，p 的状态才会变成 fulfilled，此时 p1、p2、p3 的返回值组成一个数组，传递给 p 的回调函数。

（2）只要 p1、p2、p3 之中有一个被 rejected，p 的状态就变成 rejected，此时第一个被 reject 的实例的返回值，会传递给 p 的回调函数。

// 生成一个Promise对象的数组
const promiseList = arr.map(function (item) {
  return getJSON('/post/' + item.id + ".json");
});
Promise.all(promiseList)
  .then(function (res) {
    // ...
  }).catch(function(err){
    // ...
  });

上面代码中，promiseList 是 Promise 实例的数组。

• 只有实例的状态都变成 fulfilled，才会调用 Promise.all 方法后面的 .then 方法的回调函数

• 或者其中有一个变为 rejected，才会调用 Promise.all 方法后面 .catch 方法的回调函数

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 reject，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。

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)

Promise.all([p1, p2])
  .then(result => console.log(result))
  .catch(e => console.log(e));

Promise.race()

Promise.race([promise1, promise2, promise3,...])

Promise.race() 方法同样是将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。

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。

例：如果指定时间内没有获得结果，就将 Promise 的状态变为 reject，否则变为 resolve。

const p = Promise.race([
  getJSON('/post'),
  new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 5000)
  })
]);
p.then(console.log)
 .catch(console.error);

上面代码中，如果 5 秒之内 getJSON 方法无法返回结果，p 的状态就会变为 rejected，从而触发 catch 方法指定的回调函数。

Promise.allSettled()

Promise.allSettled([promise1, promise2, promise3,...])

Promise.allSettled() 方法同样是将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。只有等到所有这些参数实例都返回结果，不管是 fulfilled 还是 rejected，包装实例才会结束。

该方法返回的新的 Promise 实例，一旦结束，状态总是 fulfilled，不会变成 rejected。状态变成fulfilled 后，Promise 的监听函数接收到的参数是一个数组，每个成员对应一个传入 Promise.allSettled() 的 Promise 实例。

const resolved = Promise.resolve(42);
const rejected = Promise.reject(-1);

const allSettledPromise = Promise.allSettled([resolved, rejected]);

allSettledPromise.then(function (results) {
  console.log(results);
});
// [
//    { status: 'fulfilled', value: 42 },
//    { status: 'rejected', reason: -1 }
// ]

上面代码中，Promise.allSettled() 的返回值 allSettledPromise，状态只可能变成 fulfilled。

它的监听函数接收到的参数是数组 results。该数组的每个成员都是一个对象，对应传入 Promise.allSettled() 的两个 Promise 实例。每个对象都有 status 属性，该属性的值只可能是字符串 fulfilled 或字符串 rejected。fulfilled 时，对象有 value 属性，rejected 时有 reason 属性，对应两种状态的返回值。

微任务

Promise 的回调函数属于异步任务，会在同步任务之后执行。

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

console.log(2);
// 2
// 1

上面代码会先输出2，再输出1。因为 console.log(2) 是同步任务，而 then 的回调函数属于异步任务，一定晚于同步任务执行。

异步任务分为：

• 宏任务：setTimeout, setInterval，...

• 微任务：Promises，...

宏任务、微任务的执行顺序

1. 先执行同步代码，
2. 遇到异步宏任务则将异步宏任务放入宏任务队列中，
3. 遇到异步微任务则将异步微任务放入微任务队列中，
4. 当所有同步代码执行完毕后，再将异步微任务从队列中调入主线程执行，
5. 微任务执行完毕后再将异步宏任务从队列中调入主线程执行，
6. 一直循环直至所有任务执行完毕。

setTimeout(function() {
  console.log(1);
}, 0);

new Promise(function (resolve, reject) {
  console.log(2)
  resolve(3);
}).then(console.log);

console.log(4);
// 2
// 4
// 3
// 1

上面代码，

1. 遇到 setTimeout，异步宏任务，放入宏任务队列中；
2. 遇到 new Promise，Promise 在实例化的过程中所执行的代码都是同步进行的，所以输出 2；
3. Promise.then 中指定的回调是异步执行的，将其放入微任务队列中；
4. 遇到同步任务 console.log('4'); 输出 4；主线程中同步任务执行完；
5. 从微任务队列中取出任务到主线程中，输出 3，微任务队列为空；
6. 从宏任务队列中取出任务到主线程中，输出 1，宏任务队列为空，结束