ES6 系列之我们来聊聊 Promise
栏目: JavaScript · 发布时间: 6年前
内容简介:说起 Promise,我们一般都会从回调或者回调地狱说起,那么使用回调到底会导致哪些不好的地方呢?使用回调,我们很有可能会将业务代码写成如下这种形式:当然这是一种简化的形式,经过一番简单的思考,我们可以判断出执行的顺序为:
说起 Promise,我们一般都会从回调或者回调地狱说起,那么使用回调到底会导致哪些不好的地方呢?
1. 回调嵌套
使用回调,我们很有可能会将业务代码写成如下这种形式:
doA( function(){ doB(); doC( function(){ doD(); } ) doE(); } ); doF(); 复制代码
当然这是一种简化的形式,经过一番简单的思考,我们可以判断出执行的顺序为:
doA() doF() doB() doC() doE() doD() 复制代码
然而在实际的项目中,代码会更加杂乱,为了排查问题,我们需要绕过很多碍眼的内容,不断的在函数间进行跳转,使得排查问题的难度也在成倍增加。
当然之所以导致这个问题,其实是因为这种嵌套的书写方式跟人线性的思考方式相违和,以至于我们要多花一些精力去思考真正的执行顺序,嵌套和缩进只是这个思考过程中转移注意力的细枝末节而已。
当然了,与人线性的思考方式相违和,还不是最糟糕的,实际上,我们还会在代码中加入各种各样的逻辑判断,就比如在上面这个例子中,doD() 必须在 doC() 完成后才能完成,万一 doC() 执行失败了呢?我们是要重试 doC() 吗?还是直接转到其他错误处理函数中?当我们将这些判断都加入到这个流程中,很快代码就会变得非常复杂,以至于无法维护和更新。
2. 控制反转
正常书写代码的时候,我们理所当然可以控制自己的代码,然而当我们使用回调的时候,这个回调函数是否能接着执行,其实取决于使用回调的那个 API,就比如:
// 回调函数是否被执行取决于 buy 模块 import {buy} from './buy.js'; buy(itemData, function(res) { console.log(res) }); 复制代码
对于我们经常会使用的 fetch 这种 API,一般是没有什么问题的,但是如果我们使用的是第三方的 API 呢?
当你调用了第三方的 API,对方是否会因为某个错误导致你传入的回调函数执行了多次呢?
为了避免出现这样的问题,你可以在自己的回调函数中加入判断,可是万一又因为某个错误这个回调函数没有执行呢? 万一这个回调函数有时同步执行有时异步执行呢?
我们总结一下这些情况:
- 回调函数执行多次
- 回调函数没有执行
- 回调函数有时同步执行有时异步执行
对于这些情况,你可能都要在回调函数中做些处理,并且每次执行回调函数的时候都要做些处理,这就带来了很多重复的代码。
回调地狱
我们先看一个简单的回调地狱的示例。
现在要找出一个目录中最大的文件,处理步骤应该是:
fs.readdir fs.stat
代码为:
var fs = require('fs'); var path = require('path'); function findLargest(dir, cb) { // 读取目录下的所有文件 fs.readdir(dir, function(er, files) { if (er) return cb(er); var counter = files.length; var errored = false; var stats = []; files.forEach(function(file, index) { // 读取文件信息 fs.stat(path.join(dir, file), function(er, stat) { if (errored) return; if (er) { errored = true; return cb(er); } stats[index] = stat; // 事先算好有多少个文件,读完 1 个文件信息,计数减 1,当为 0 时,说明读取完毕,此时执行最终的比较操作 if (--counter == 0) { var largest = stats .filter(function(stat) { return stat.isFile() }) .reduce(function(prev, next) { if (prev.size > next.size) return prev return next }) cb(null, files[stats.indexOf(largest)]) } }) }) }) } 复制代码
使用方式为:
// 查找当前目录最大的文件 findLargest('./', function(er, filename) { if (er) return console.error(er) console.log('largest file was:', filename) }); 复制代码
你可以将以上代码复制到一个比如 index.js
文件,然后执行 node index.js
就可以打印出最大的文件的名称。
看完这个例子,我们再来聊聊回调地狱的其他问题:
1.难以复用
回调的顺序确定下来之后,想对其中的某些环节进行复用也很困难,牵一发而动全身。
举个例子,如果你想对 fs.stat
读取文件信息这段代码复用,因为回调中引用了外层的变量,提取出来后还需要对外层的代码进行修改。
2.堆栈信息被断开
我们知道,JavaScript 引擎维护了一个执行上下文栈,当函数执行的时候,会创建该函数的执行上下文压入栈中,当函数执行完毕后,会将该执行上下文出栈。
如果 A 函数中调用了 B 函数,JavaScript 会先将 A 函数的执行上下文压入栈中,再将 B 函数的执行上下文压入栈中,当 B 函数执行完毕,将 B 函数执行上下文出栈,当 A 函数执行完毕后,将 A 函数执行上下文出栈。
这样的好处在于,我们如果中断代码执行,可以检索完整的堆栈信息,从中获取任何我们想获取的信息。
可是异步回调函数并非如此,比如执行 fs.readdir
的时候,其实是将回调函数加入任务队列中,代码继续执行,直至主线程完成后,才会从任务队列中选择已经完成的任务,并将其加入栈中,此时栈中只有这一个执行上下文,如果回调报错,也无法获取调用该异步操作时的栈中的信息,不容易判定哪里出现了错误。
此外,因为是异步的缘故,使用 try catch 语句也无法直接捕获错误。
(不过 Promise 并没有解决这个问题)
3.借助外层变量
当多个异步计算同时进行,比如这里遍历读取文件信息,由于无法预期完成顺序,必须借助外层作用域的变量,比如这里的 count、errored、stats 等,不仅写起来麻烦,而且如果你忽略了文件读取错误时的情况,不记录错误状态,就会接着读取其他文件,造成无谓的浪费。此外外层的变量,也可能被其它同一作用域的函数访问并且修改,容易造成误操作。
之所以单独讲讲回调地狱,其实是想说嵌套和缩进只是回调地狱的一个梗而已,它导致的问题远非嵌套导致的可读性降低而已。
Promise
Promise 使得以上绝大部分的问题都得到了解决。
1. 嵌套问题
举个例子:
request(url, function(err, res, body) { if (err) handleError(err); fs.writeFile('1.txt', body, function(err) { request(url2, function(err, res, body) { if (err) handleError(err) }) }) }); 复制代码
使用 Promise 后:
request(url) .then(function(result) { return writeFileAsynv('1.txt', result) }) .then(function(result) { return request(url2) }) .catch(function(e){ handleError(e) }); 复制代码
而对于读取最大文件的那个例子,我们使用 promise 可以简化为:
var fs = require('fs'); var path = require('path'); var readDir = function(dir) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.readdir(dir, function(err, files) { if (err) reject(err); resolve(files) }) }) } var stat = function(path) { return new Promise(function(resolve, reject) { fs.stat(path, function(err, stat) { if (err) reject(err) resolve(stat) }) }) } function findLargest(dir) { return readDir(dir) .then(function(files) { let promises = files.map(file => stat(path.join(dir, file))) return Promise.all(promises).then(function(stats) { return { stats, files } }) }) .then(data => { let largest = data.stats .filter(function(stat) { return stat.isFile() }) .reduce((prev, next) => { if (prev.size > next.size) return prev return next }) return data.files[data.stats.indexOf(largest)] }) } 复制代码
2. 控制反转再反转
前面我们讲到使用第三方回调 API 的时候,可能会遇到如下问题:
- 回调函数执行多次
- 回调函数没有执行
- 回调函数有时同步执行有时异步执行
对于第一个问题,Promise 只能 resolve 一次,剩下的调用都会被忽略。
对于第二个问题,我们可以使用 Promise.race 函数来解决:
function timeoutPromise(delay) { return new Promise( function(resolve,reject){ setTimeout( function(){ reject( "Timeout!" ); }, delay ); } ); } Promise.race( [ foo(), timeoutPromise( 3000 ) ] ) .then(function(){}, function(err){}); 复制代码
对于第三个问题,为什么有的时候会同步执行有的时候回异步执行呢?
我们来看个例子:
var cache = {...}; function downloadFile(url) { if(cache.has(url)) { // 如果存在cache,这里为同步调用 return Promise.resolve(cache.get(url)); } return fetch(url).then(file => cache.set(url, file)); // 这里为异步调用 } console.log('1'); getValue.then(() => console.log('2')); console.log('3'); 复制代码
在这个例子中,有 cahce 的情况下,打印结果为 1 2 3,在没有 cache 的时候,打印结果为 1 3 2。
然而如果将这种同步和异步混用的代码作为内部实现,只暴露接口给外部调用,调用方由于无法判断是到底是异步还是同步状态,影响程序的可维护性和可测试性。
简单来说就是同步和异步共存的情况无法保证程序逻辑的一致性。
然而 Promise 解决了这个问题,我们来看个例子:
var promise = new Promise(function (resolve){ resolve(); console.log(1); }); promise.then(function(){ console.log(2); }); console.log(3); // 1 3 2 复制代码
即使 promise 对象立刻进入 resolved 状态,即同步调用 resolve 函数,then 函数中指定的方法依然是异步进行的。
PromiseA+ 规范也有明确的规定:
实践中要确保 onFulfilled 和 onRejected 方法异步执行,且应该在 then 方法被调用的那一轮事件循环之后的新执行栈中执行。
Promise 反模式
1.Promise 嵌套
// bad loadSomething().then(function(something) { loadAnotherthing().then(function(another) { DoSomethingOnThem(something, another); }); }); 复制代码
// good Promise.all([loadSomething(), loadAnotherthing()]) .then(function ([something, another]) { DoSomethingOnThem(...[something, another]); }); 复制代码
2.断开的 Promise 链
// bad function anAsyncCall() { var promise = doSomethingAsync(); promise.then(function() { somethingComplicated(); }); return promise; } 复制代码
// good function anAsyncCall() { var promise = doSomethingAsync(); return promise.then(function() { somethingComplicated() }); } 复制代码
3.混乱的集合
// bad function workMyCollection(arr) { var resultArr = []; function _recursive(idx) { if (idx >= resultArr.length) return resultArr; return doSomethingAsync(arr[idx]).then(function(res) { resultArr.push(res); return _recursive(idx + 1); }); } return _recursive(0); } 复制代码
你可以写成:
function workMyCollection(arr) { return Promise.all(arr.map(function(item) { return doSomethingAsync(item); })); } 复制代码
如果你非要以队列的形式执行,你可以写成:
function workMyCollection(arr) { return arr.reduce(function(promise, item) { return promise.then(function(result) { return doSomethingAsyncWithResult(item, result); }); }, Promise.resolve()); } 复制代码
4.catch
// bad somethingAync.then(function() { return somethingElseAsync(); }, function(err) { handleMyError(err); }); 复制代码
如果 somethingElseAsync 抛出错误,是无法被捕获的。你可以写成:
// good somethingAsync .then(function() { return somethingElseAsync() }) .then(null, function(err) { handleMyError(err); }); 复制代码
// good somethingAsync() .then(function() { return somethingElseAsync(); }) .catch(function(err) { handleMyError(err); }); 复制代码
红绿灯问题
题目:红灯三秒亮一次,绿灯一秒亮一次,黄灯2秒亮一次;如何让三个灯不断交替重复亮灯?(用 Promse 实现)
三个亮灯函数已经存在:
function red(){ console.log('red'); } function green(){ console.log('green'); } function yellow(){ console.log('yellow'); } 复制代码
利用 then 和递归实现:
function red(){ console.log('red'); } function green(){ console.log('green'); } function yellow(){ console.log('yellow'); } var light = function(timmer, cb){ return new Promise(function(resolve, reject) { setTimeout(function() { cb(); resolve(); }, timmer); }); }; var step = function() { Promise.resolve().then(function(){ return light(3000, red); }).then(function(){ return light(2000, green); }).then(function(){ return light(1000, yellow); }).then(function(){ step(); }); } step(); 复制代码
promisify
有的时候,我们需要将 callback 语法的 API 改造成 Promise 语法,为此我们需要一个 promisify 的方法。
因为 callback 语法传参比较明确,最后一个参数传入回调函数,回调函数的第一个参数是一个错误信息,如果没有错误,就是 null,所以我们可以直接写出一个简单的 promisify 方法:
function promisify(original) { return function (...args) { return new Promise((resolve, reject) => { args.push(function callback(err, ...values) { if (err) { return reject(err); } return resolve(...values) }); original.call(this, ...args); }); }; } 复制代码
完整的可以参考 es6-promisif
Promise 的局限性
1. 错误被吃掉
首先我们要理解,什么是错误被吃掉,是指错误信息不被打印吗?
并不是,举个例子:
throw new Error('error'); console.log(233333); 复制代码
在这种情况下,因为 throw error 的缘故,代码被阻断执行,并不会打印 233333,再举个例子:
const promise = new Promise(null); console.log(233333); 复制代码
以上代码依然会被阻断执行,这是因为如果通过无效的方式使用 Promise,并且出现了一个错误阻碍了正常 Promise 的构造,结果会得到一个立刻跑出的异常,而不是一个被拒绝的 Promise。
然而再举个例子:
let promise = new Promise(() => { throw new Error('error') }); console.log(2333333); 复制代码
这次会正常的打印 233333
,说明 Promise 内部的错误不会影响到 Promise 外部的代码,而这种情况我们就通常称为 “吃掉错误”。
其实这并不是 Promise 独有的局限性,try..catch 也是这样,同样会捕获一个异常并简单的吃掉错误。
而正是因为错误被吃掉,Promise 链中的错误很容易被忽略掉,这也是为什么会一般推荐在 Promise 链的最后添加一个 catch 函数,因为对于一个没有错误处理函数的 Promise 链,任何错误都会在链中被传播下去,直到你注册了错误处理函数。
2. 单一值
Promise 只能有一个完成值或一个拒绝原因,然而在真实使用的时候,往往需要传递多个值,一般做法都是构造一个对象或数组,然后再传递,then 中获得这个值后,又会进行取值赋值的操作,每次封装和解封都无疑让代码变得笨重。
说真的,并没有什么好的方法,建议是使用 ES6 的解构赋值:
Promise.all([Promise.resolve(1), Promise.resolve(2)]) .then(([x, y]) => { console.log(x, y); }); 复制代码
3. 无法取消
Promise 一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。
4. 无法得知 pending 状态
当处于 pending 状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)。
参考
- 《你不知道的 JavaScript 中卷》
- Promise 的 N 种用法
- JavaScript Promise 迷你书
- Promises/A+规范
- Promise 如何使用
- Promise Anti-patterns
- 一道关于Promise应用的面试题
ES6 系列
ES6 系列目录地址: github.com/mqyqingfeng…
ES6 系列预计写二十篇左右,旨在加深 ES6 部分知识点的理解,重点讲解块级作用域、标签模板、箭头函数、Symbol、Set、Map 以及 Promise 的模拟实现、模块加载方案、异步处理等内容。
如果有错误或者不严谨的地方,请务必给予指正,十分感谢。如果喜欢或者有所启发,欢迎 star,对作者也是一种鼓励。
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