初学者应该看的JavaScript Promise 完整指南

这篇文章算是 JavaScript Promises 比较全面的教程，该文介绍了必要的方法，例如 then，catch和finally。 此外，还包括处理更复杂的情况，例如与Promise.all并行执行Promise，通过Promise.race 来处理请求超时的情况，Promise 链以及一些最佳实践和常见的陷阱。

1.JavaScript Promises

Promise 是一个允许我们处理异步操作的对象，它是 es5 早期回调的替代方法。

与回调相比，Promise 具有许多优点，例如：

  • 让异步代码更易于阅读。

  • 提供组合错误处理。

*　更好的流程控制，可以让异步并行或串行执行。

回调更容易形成深度嵌套的结构（也称为回调地狱）。 如下所示：

a(() => {
b(() => {
c(() => {
d(() => {
// and so on ...
});
});
});
});

如果将这些函数转换为 Promise，则可以将它们链接起来以生成更可维护的代码。 像这样：

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(c)
.then(d)
.catch(console.error);

在上面的示例中，Promise 对象公开了.then和.catch方法，我们稍后将探讨这些方法。

1.1 如何将现有的回调 API 转换为 Promise？

我们可以使用 Promise 构造函数将回调转换为 Promise。

Promise 构造函数接受一个回调，带有两个参数resolve和reject。

  • Resolve：是在异步操作完成时应调用的回调。

  • Reject：是发生错误时要调用的回调函数。

构造函数立即返回一个对象，即 Promise 实例。 当在 promise 实例中使用.then方法时，可以在Promise “完成” 时得到通知。 让我们来看一个例子。

Promise 仅仅只是回调？

并不是。承诺不仅仅是回调，但它们确实对.then和.catch方法使用了异步回调。 Promise 是回调之上的抽象，我们可以链接多个异步操作并更优雅地处理错误。来看看它的实际效果。

Promise 反面模式（Promises 地狱）

a(() => {
b(() => {
c(() => {
d(() => {
// and so on ...
});
});
});
});

不要将上面的回调转成下面的 Promise 形式：

a().then(() => {
return b().then(() => {
return c().then(() => {
return d().then(() =>{
// ⚠️ Please never ever do to this! ⚠️
});
});
});
});

上面的转成，也形成了 Promise 地狱，千万不要这么转。相反，下面这样做会好点：

a()
.then(b)
.then(c)
.then(d)

超时

你认为以下程序的输出的是什么？

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve('time is up ⏰');
}, 1e3);
setTimeout(() => {
reject('Oops 🔥');
}, 2e3);
});
promise
.then(console.log)
.catch(console.error);

是输出：

time is up ⏰
Oops! 🔥

还是输出：

time is up ⏰

是后者，因为当一个Promise resolved 后，它就不能再被rejected。

一旦你调用一种方法（resolve 或reject），另一种方法就会失效，因为 promise 处于稳定状态。 让我们探索一个 promise 的所有不同状态。

1.2 Promise 状态

Promise 可以分为四个状态：

  • ⏳ Pending：初始状态，异步操作仍在进行中。

  • ✅ Fulfilled：操作成功，它调用.then回调，例如.then(onSuccess)。

  • ⛔️ Rejected: 操作失败，它调用.catch或.then的第二个参数（如果有）。 例如.catch(onError)或.then(..., onError)。

  • 😵 Settled：这是 promise 的最终状态。promise 已经死亡了，没有别的办法可以解决或拒绝了。 .finally方法被调用。

clipboard.png

1.3 Promise 实例方法

Promise API 公开了三个主要方法：then，catch和finally。 我们逐一配合事例探讨一下。

Promise then

then方法可以让异步操作成功或失败时得到通知。 它包含两个参数，一个用于成功执行，另一个则在发生错误时使用。

promise.then(onSuccess, onError);

你还可以使用catch来处理错误：

promise.then(onSuccess).catch(onError);

Promise 链

then 返回一个新的 Promise ，这样就可以将多个Promise 链接在一起。就像下面的例子一样:

Promise.resolve()
.then(() => console.log('then#1'))
.then(() => console.log('then#2'))
.then(() => console.log('then#3'));

Promise.resolve立即将Promise 视为成功。 因此，以下所有内容都将被调用。 输出将是

then#1
then#2
then#3

Promise catch

Promise .catch方法将函数作为参数处理错误。 如果没有出错，则永远不会调用catch方法。

假设我们有以下承诺:1秒后解析或拒绝并打印出它们的字母。

const a = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('a'), resolve() }, 1e3));
const b = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('b'), resolve() }, 1e3));
const c = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => { console.log('c'), reject('Oops!') }, 1e3));
const d = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('d'), resolve() }, 1e3));

请注意，c使用reject('Oops!')模拟了拒绝。

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(c)
.then(d)
.catch(console.error)

输出如下:

图片描述

在这种情况下，可以看到a，b和c上的错误消息。

我们可以使用then函数的第二个参数来处理错误。 但是，请注意，catch将不再执行。

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(c)
.then(d, () => console.log('c errored out but no big deal'))
.catch(console.error)

图片描述

由于我们正在处理 .then(..., onError)部分的错误，因此未调用catch。 d不会被调用。 如果要忽略错误并继续执行Promise链，可以在c上添加一个catch。 像这样：

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(() => c().catch(() => console.log('error ignored')))
.then(d)
.catch(console.error)

图片描述

当然，这种过早的捕获错误是不太好的，因为容易在调试过程中忽略一些潜在的问题。

Promise finally

finally方法只在 Promise 状态是 settled 时才会调用。

如果你希望一段代码即使出现错误始终都需要执行，那么可以在.catch之后使用.then。

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(c)
.then(d)
.catch(console.error)
.then(() => console.log('always called'));

或者可以使用.finally关键字:

Promise.resolve()
.then(a)
.then(b)
.then(c)
.then(d)
.catch(console.error)
.finally(() => console.log('always called'));

1.4 Promise 类方法

我们可以直接使用 Promise 对象中四种静态方法。

  • Promise.all

  • Promise.reject

  • Promise.resolve

  • Promise.race

Promise.resolve 和 Promise.reject

这两个是帮助函数，可以让 Promise 立即解决或拒绝。可以传递一个参数，作为下次 .then 的接收：

Promise.resolve('Yay!!!')
.then(console.log)
.catch(console.error)

上面会输出 Yay!!!

Promise.reject('Oops 🔥')
.then(console.log)
.catch(console.error)

使用 Promise.all 并行执行多个 Promise

通常，Promise 是一个接一个地依次执行的，但是你也可以并行使用它们。

假设是从两个不同的api中轮询数据。如果它们不相关，我们可以使用Promise.all()同时触发这两个请求。

在此示例中，主要功能是将美元转换为欧元，我们有两个独立的 API 调用。 一种用于BTC/USD，另一种用于获得EUR/USD。 如你所料，两个 API 调用都可以并行调用。 但是，我们需要一种方法来知道何时同时完成最终价格的计算。 我们可以使用Promise.all，它通常在启动多个异步任务并发运行并为其结果创建承诺之后使用，以便人们可以等待所有任务完成。

const axios = require('axios');
const bitcoinPromise = axios.get('https://api.coinpaprika.com/v1/coins/btc-bitcoin/markets');
const dollarPromise = axios.get('https://api.exchangeratesapi.io/latest?base=USD');
const currency = 'EUR';
// Get the price of bitcoins on
Promise.all([bitcoinPromise, dollarPromise])
.then(([bitcoinMarkets, dollarExchanges]) => {
const byCoinbaseBtc = d => d.exchange_id === 'coinbase-pro' && d.pair === 'BTC/USD';
const coinbaseBtc = bitcoinMarkets.data.find(byCoinbaseBtc)
const coinbaseBtcInUsd = coinbaseBtc.quotes.USD.price;
const rate = dollarExchanges.data.rates[currency];
return rate * coinbaseBtcInUsd;
})
.then(price => console.log(`The Bitcoin in ${currency} is ${price.toLocaleString()}`))
.catch(console.log);

如你所见，Promise.all接受了一系列的 Promises。 当两个请求的请求都完成后，我们就可以计算价格了。

我们再举一个例子:

const a = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('a'), 2000));
const b = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('b'), 1000));
const c = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('c'), 1000));
const d = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('d'), 1000));
console.time('promise.all');
Promise.all([a(), b(), c(), d()])
.then(results => console.log(`Done! ${results}`))
.catch(console.error)
.finally(() => console.timeEnd('promise.all'));

解决这些 Promise 要花多长时间？ 5秒？ 1秒？ 还是2秒？

这个留给你们自己验证咯。

Promise race

Promise.race(iterable) 方法返回一个 promise，一旦迭代器中的某个promise解决或拒绝，返回的 promise就会解决或拒绝。

const a = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('a'), 2000));
const b = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('b'), 1000));
const c = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('c'), 1000));
const d = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve('d'), 1000));
console.time('promise.race');
Promise.race([a(), b(), c(), d()])
.then(results => console.log(`Done! ${results}`))
.catch(console.error)
.finally(() => console.timeEnd('promise.race'));

输出是什么？

输出 b。使用 Promise.race，最先执行完成就会结果最后的返回结果。

你可能会问:Promise.race的用途是什么?

我没胡经常使用它。但是，在某些情况下，它可以派上用场，比如计时请求或批量处理请求数组。

Promise.race([
fetch('http://slowwly.robertomurray.co.uk/delay/3000/url/https://api.jsonbin.io/b/5d1fb4dd138da811182c69af'),
new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 1000))
])
.then(console.log)
.catch(console.error);

图片描述

如果请求足够快，那么就会得到请求的结果。

图片描述

1.5 Promise 常见问题

串行执行 promise 并传递参数

这次，我们将对Node的fs使用promises API，并将两个文件连接起来：

const fs = require('fs').promises; // requires node v8+
fs.readFile('file.txt', 'utf8')
.then(content1 => fs.writeFile('output.txt', content1))
.then(() => fs.readFile('file2.txt', 'utf8'))
.then(content2 => fs.writeFile('output.txt', content2, { flag: 'a+' }))
.catch(error => console.log(error));

在此示例中，我们读取文件1并将其写入output 文件。 稍后，我们读取文件2并将其再次附加到output文件。 如你所见，writeFile promise返回文件的内容，你可以在下一个then子句中使用它。

如何链接多个条件承诺？

你可能想要跳过 Promise 链上的特定步骤。有两种方法可以做到这一点。

const a = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('a'), resolve() }, 1e3));
const b = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('b'), resolve() }, 2e3));
const c = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('c'), resolve() }, 3e3));
const d = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => { console.log('d'), resolve() }, 4e3));
const shouldExecA = true;
const shouldExecB = false;
const shouldExecC = false;
const shouldExecD = true;
Promise.resolve()
.then(() => shouldExecA && a())
.then(() => shouldExecB && b())
.then(() => shouldExecC && c())
.then(() => shouldExecD && d())
.then(() => console.log('done'))

如果你运行该代码示例，你会注意到只有a和d被按预期执行。

另一种方法是创建一个链，然后仅在以下情况下添加它们：

const chain = Promise.resolve();
if (shouldExecA) chain = chain.then(a);
if (shouldExecB) chain = chain.then(b);
if (shouldExecC) chain = chain.then(c);
if (shouldExecD) chain = chain.then(d);
chain
.then(() => console.log('done'));

如何限制并行 Promise？

要做到这一点，我们需要以某种方式限制Promise.all。

假设你有许多并发请求要执行。 如果使用 Promise.all 是不好的（特别是在API受到速率限制时）。 因此，我们需要一个方法来限制 Promise 个数， 我们称其为promiseAllThrottled。

// simulate 10 async tasks that takes 5 seconds to complete.
const requests = Array(10)
.fill()
.map((_, i) => () => new Promise((resolve => setTimeout(() => { console.log(`exec'ing task #${i}`), resolve(`task #${i}`); }, 5000))));
promiseAllThrottled(requests, { concurrency: 3 })
.then(console.log)
.catch(error => console.error('Oops something went wrong', error));

输出应该是这样的:

图片描述

以上代码将并发限制为并行执行的3个任务。

实现promiseAllThrottled 一种方法是使用Promise.race来限制给定时间的活动任务数量。

/**
* Similar to Promise.all but a concurrency limit
*
* @param {Array} iterable Array of functions that returns a promise
* @param {Object} concurrency max number of parallel promises running
*/
function promiseAllThrottled(iterable, { concurrency = 3 } = {}) {
const promises = [];
function enqueue(current = 0, queue = []) {
// return if done
if (current === iterable.length) { return Promise.resolve(); }
// take one promise from collection
const promise = iterable[current];
const activatedPromise = promise();
// add promise to the final result array
promises.push(activatedPromise);
// add current activated promise to queue and remove it when done
const autoRemovePromise = activatedPromise.then(() => {
// remove promise from the queue when done
return queue.splice(queue.indexOf(autoRemovePromise), 1);
});
// add promise to the queue
queue.push(autoRemovePromise);
// if queue length >= concurrency, wait for one promise to finish before adding more.
const readyForMore = queue.length < concurrency ? Promise.resolve() : Promise.race(queue);
return readyForMore.then(() => enqueue(current + 1, queue));
}
return enqueue()
.then(() => Promise.all(promises));
}

promiseAllThrottled一对一地处理 Promises 。 它执行Promises并将其添加到队列中。 如果队列小于并发限制，它将继续添加到队列中。 达到限制后，我们使用Promise.race等待一个承诺完成，因此可以将其替换为新的承诺。 这里的技巧是，promise 自动完成后会自动从队列中删除。 另外，我们使用 race 来检测promise 何时完成，并添加新的 promise 。

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