手写Promise

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Promise 构造函数

我们先来写 Promise 的构造函数。需要处理的事件如下：

1. Promise 状态记录：this.state
2. 记录成功或失败的值：this.value和this.reason
3. 收集解决和拒绝回调函数：this.resolveCallbacks和this.rejectCallbacks
4. 执行首次传入的解决和拒绝回调函数：func(this.resolve, this.reject)

class myPromise {
    constructor(func) {
        this.state = 'pending' // Promise状态
        this.value = undefined // 成功的值
        this.reason = undefined // 失败的值
        this.resolveCallbacks = [] // 收集解决回调函数
        this.rejectCallbacks = [] // 收集拒绝回调函数
        try { // 对传入的函数进行try...catch...做容错处理
            func(this.resolve, this.reject) // 执行首次传入的两个回调函数
        } catch (e) {
            this.reject(e)
        }
    }
}

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三个状态（pending、rejected和fulfilled）

pending：待定状态。待定Promise。只有在then方法执行后才会保持此状态。

fulfilled：解决状态。终止Promise。只有在resolve方法执行后才会由pending更改为此状态。

rejected：拒绝状态。终止Promise。只有在reject方法执行后才会由pending更改为此状态。

注意：其中只有pedding状态可以变更为rejected或fulfilled。rejected或fulfilled不能更改其他任何状态。

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三个方法（resolve、reject和then）

resolve方法实现要点

1. 状态由pending为fulfilled。
2. resolve方法传入的value参数赋值给this.value
3. 按顺序执行resolveCallbacks里面所有解决回调函数
4. 利用call方法将解决回调函数内部的this绑定为undefined

坑点 1：resolve方法内部this指向会丢失，进而造成this.value丢失。

解决办法：我们将resolve方法定义为箭头函数。在构造函数执行后，箭头函数可以绑定实例对象的this指向。

// 2.1. Promise 状态
resolve = (value) => { // 在执行构造函数时内部的this通过箭头函数绑定实例对象
    if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'fulfilled' // 第一点
        this.value = value // 第二点
        while (this.resolveCallbacks.length > 0) { // 第三点
            this.resolveCallbacks.shift().call(undefined) // 第四点
        }
    }
}

reject方法实现要点

1. 状态由pending为rejected
2. reject方法传入的reason参数赋值给this.reason
3. 按顺序执行rejectCallbacks里面所有拒绝回调函数
4. 利用call方法将拒绝回调函数内部的this绑定为undefined

坑点 1： reject 方法内部this指向会丢失，进而造成this.reason丢失。

解决办法：我们将reject方法定义为箭头函数。在构造函数执行后，箭头函数可以绑定实例对象的this指向。

// 2.1. Promise 状态
reject = (reason) => { // 在执行构造函数时内部的this通过箭头函数绑定实例对象
    if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'rejected' // 第一点
        this.reason = reason // 第二点
        while (this.rejectCallbacks.length > 0) {  // 第三点
            this.rejectCallbacks.shift().call(undefined) // 第四点
        }
    }
}

then方法实现要点

1. 判断then方法的两个参数onRejected和onFulfilled是否为function。

   1.1 onRejected和onFulfilled都是function，继续执行下一步。

   1.2 onRejected不是function，将onRejected赋值为箭头函数，参数为reason执行throw reason

   1.3 onFulfilled不是function，将onFulfilled赋值为箭头函数，参数为value执行return value

2. 当前Promise状态为rejected：

   2.1 onRejected方法传入this.reason参数，异步执行。

   2.2 对执行的onRejected方法做容错处理，catch错误作为reject方法参数执行。

3. 当前Promise状态为fulfilled：

   3.1 onFulfilled方法传入this.value参数，异步执行。

   3.2 对执行的onFulfilled方法做容错处理，catch错误作为reject方法参数执行。

4. 当前Promise状态为pending：

   4.1 收集onFulfilled和onRejected两个回调函数分别push给resolveCallbacks和rejectCallbacks。

   4.2 收集的回调函数同样如上所述，先做异步执行再做容错处理。

5. 返回一个 Promise 实例对象。

// 2.2. then 方法
then(onFulfilled, onRejected) {
    onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : value => value // 第一点 
    onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : reason => { throw reason } // 第一点 
    const p2 = new myPromise((resolve, reject) => {
        if (this.state === 'rejected') { // 第二点
            queueMicrotask(() => {
                try {
                    onRejected(this.reason)
                } catch (e) {
                    reject(e)
                }
            })
        } else if (this.state === 'fulfilled') { // 第三点
            queueMicrotask(() => {
                try {
                    onFulfilled(this.value)
                } catch (e) {
                    reject(e)
                }
            })
        } else if (this.state === 'pending') { // 第四点
            this.resolveCallbacks.push(() => {
                queueMicrotask(() => {
                    try {
                        onFulfilled(this.value)
                    } catch (e) {
                        reject(e)
                    }
                })
            })
            this.rejectCallbacks.push(() => {
                queueMicrotask(() => {
                    try {
                        onRejected(this.reason)
                    } catch (e) {
                        reject(e)
                    }
                })
            })
        }
    })
    return p2 // 第五点
}

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Promise 解决程序（resolvePromise方法）

旁白：其实这个解决程序才是实现核心Promise最难的一部分。因为Promise A+规范对于这部分说的比较绕。

我们直击其实现要点，能跑通所有官方用例就行。如下：

1. 如果x和promise引用同一个对象：

   1.1 调用reject方法，其参数为new TypeError()

2. 如果x是一个promise或x是一个对象或函数：

   2.1 定义一个called变量用于记录then.call参数中两个回调函数的调用情况。

   2.2 定义一个then变量等于x.then

   2.3 then是一个函数。使用call方法绑定x对象，传入解决回调函数和拒绝回调函数作为参数。同时利用called变量记录then.call参数中两个回调函数的调用情况。

   2.4 then不是函数。调用resolve方法解决Promise，其参数为x

   2.5 对以上 2.2 检索属性和 2.3 调用方法的操作放在一起做容错处理。catch错误作为reject方法参数执行。同样利用called变量记录then.call参数中两个回调函数的调用情况。

3. 如果x都没有出现以上两种状况：

   调用resolve方法解决Promise，其参数为x

// 2.3 Promise解决程序
function resolvePromise(p2, x, resolve, reject) {
    if (x === p2) {
        // 2.3.1 如果promise和x引用同一个对象
        reject(new TypeError())
    } else if ((x !== null && typeof x === 'object') || typeof x === 'function') {
        // 2.3.2 如果x是一个promise
        // 2.3.3 如果x是一个对象或函数
        let called
        try {
            let then = x.then // 检索x.then属性，做容错处理
            if (typeof then === 'function') {
                then.call(x, // 使用call绑定会立即执行then方法，做容错处理
                    (y) => { // y也可能是一个Promise，递归调用直到y被resolve或reject
                        if (called) { return }
                        called = true
                        resolvePromise(p2, y, resolve, reject)
                    },
                    (r) => {
                        if (called) { return }
                        called = true
                        reject(r)
                    }
                )
            } else {
                resolve(x)
            }
        } catch (e) {
            if (called) { return }
            called = true
            reject(e)
        }
    } else {
        resolve(x)
    }
}

called变量的作用：记录then.call传入参数（两个回调函数）的调用情况。

根据Promise A+ 2.3.3.3.3规范：两个参数作为函数第一次调用优先，以后的调用都会被忽略。

因此我们在以上两个回调函数中这样处理：

1. 已经调用过一次：此时called已经为true，直接return忽略
2. 首次调用：此时called为undefined，调用后called设为true

注意：2.3 中的catch可能会发生（两个回调函数）已经调用但出现错误的情况，因此同样按上述说明处理。

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运行官方测试用例

在完成上面的代码后，我们最终整合如下：

class myPromise {
    constructor(func) {
        this.state = 'pending'
        this.value = undefined
        this.reason = undefined
        this.resolveCallbacks = []
        this.rejectCallbacks = []
        try {
            func(this.resolve, this.reject)
        } catch (e) {
            this.reject(e)
        }
    }
    resolve = (value) => {
        if (this.state === 'pending') {
            this.state = 'fulfilled'
            this.value = value
            while (this.resolveCallbacks.length > 0) {
                this.resolveCallbacks.shift().call(undefined)
            }
        }
    }
    reject = (reason) => {
        if (this.state === 'pending') {
            this.state = 'rejected'
            this.reason = reason
            while (this.rejectCallbacks.length > 0) {
                this.rejectCallbacks.shift().call(undefined)
            }
        }
    }
    then(onFulfilled, onRejected) {
        onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : value => value
        onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : reason => { throw reason }
        const p2 = new myPromise((resolve, reject) => {
            if (this.state === 'rejected') {
                queueMicrotask(() => {
                    try {
                        const x = onRejected(this.reason)
                        resolvePromise(p2, x, resolve, reject)
                    } catch (e) {
                        reject(e)
                    }
                })
            } else if (this.state === 'fulfilled') {
                queueMicrotask(() => {
                    try {
                        const x = onFulfilled(this.value)
                        resolvePromise(p2, x, resolve, reject)
                    } catch (e) {
                        reject(e)
                    }
                })
            } else if (this.state === 'pending') {
                this.resolveCallbacks.push(() => {
                    queueMicrotask(() => {
                        try {
                            const x = onFulfilled(this.value)
                            resolvePromise(p2, x, resolve, reject)
                        } catch (e) {
                            reject(e)
                        }
                    })
                })
                this.rejectCallbacks.push(() => {
                    queueMicrotask(() => {
                        try {
                            const x = onRejected(this.reason)
                            resolvePromise(p2, x, resolve, reject)
                        } catch (e) {
                            reject(e)
                        }
                    })
                })
            }
        })
        return p2
    }
}
function resolvePromise(p2, x, resolve, reject) {
    if (x === p2) {
        reject(new TypeError())
    } else if ((x !== null && typeof x === 'object') || typeof x === 'function') {
        let called
        try {
            let then = x.then
            if (typeof then === 'function') {
                then.call(x,
                    (y) => {
                        if (called) { return }
                        called = true
                        resolvePromise(p2, y, resolve, reject)
                    },
                    (r) => {
                        if (called) { return }
                        called = true
                        reject(r)
                    }
                )
            } else {
                resolve(x)
            }
        } catch (e) {
            if (called) { return }
            called = true
            reject(e)
        }
    } else {
        resolve(x)
    }
}
// 新加入部分
myPromise.deferred = function () {
    let result = {};
    result.promise = new myPromise((resolve, reject) => {
        result.resolve = resolve;
        result.reject = reject;
    });
    return result;
}
module.exports = myPromise;

新建一个文件夹，放入我们的 myPromise.js 并在终端执行以下命令：

npm init -y
npm install promises-aplus-tests

package.json 文件修改如下：

{
  "name": "promise",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "myPromise.js",
  "scripts": {
    "test": "promises-aplus-tests myPromise"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "promises-aplus-tests": "^2.1.2"
  }
}

开始测试我们的手写Promise，在终端执行以下命令即可：

npm test

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Promise 其他方法补充

容错处理方法

Promise.prototype.catch()

catch(onRejected) {
    return this.then(undefined, onRejected)
}

Promise.prototype.finally()

finally(callback) {
    return this.then(
        value => {
            return myPromise.resolve(callback()).then(() => value)
        },
        reason => {
            return myPromise.resolve(callback()).then(() => { throw reason })
        }
    )
}

静态方法

Promise.resolve()

static resolve(value) {
    if (value instanceof myPromise) {
        return value  // 传入的参数为Promise实例对象，直接返回
    } else {
        return new myPromise((resolve, reject) => {
            resolve(value)
        })
    }
}

Promise.reject()

static reject(reason) {
    return new myPromise((resolve, reject) => {
        reject(reason)
    })
}

Promise.all()

static all(promises) {
    return new myPromise((resolve, reject) => {
        let countPromise = 0 // 记录传入参数是否为Promise的次数
        let countResolve = 0 // 记录数组中每个Promise被解决次数
        let result = [] // 存储每个Promise的解决或拒绝的值
        if (promises.length === 0) { // 传入的参数是一个空的可迭代对象
            resolve(promises)
        }
        promises.forEach((element, index) => {
            if (element instanceof myPromise === false) { // 传入的参数不包含任何 promise
                ++countPromise
                if (countPromise === promises.length) {
                    queueMicrotask(() => {
                        resolve(promises)
                    })
                }
            } else {
                element.then(
                    value => {
                        ++countResolve
                        result[index] = value
                        if (countResolve === promises.length) {
                            resolve(result)
                        }
                    },
                    reason => {
                        reject(reason)
                    }
                )
            }
        })
    })
}

Promise.race()

static race(promises) {
    return new myPromise((resolve, reject) => {
        if (promises.length !== 0) {
            promises.forEach(element => {
                if (element instanceof myPromise === true)
                    element.then(
                        value => {
                            resolve(value)
                        },
                        reason => {
                            reject(reason)
                        }
                    )
            })
        }
    })
}

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上述所有实现代码已放置我的Github仓库。可自行下载测试，做更多优化。

[ https://github.com/chscript/mypromise ]

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参考

MDN-Promise

[译]Promise/A+ 规范