本文深入探讨了Promise的工作原理及其在JavaScript异步编程中的角色，包括状态管理、值穿透、状态跟随特性，以及V8引擎如何优化async/await语法以提升性能。
- 前言
- API
- Promise特点
- 状态跟随
- V8中的async await和Promise
- 实现一个Promise
- 参考
前言
作为一个前端开发，使用了Promise一年多了，一直以来都停留在API的调用阶段，没有很好的去深入。刚好最近阅读了V8团队的一篇***如何实现更快的async await***，借着这个机会整理了Promise的相关理解。文中如有错误，请轻喷~
API
Promise是社区中对于异步的一种解决方案，相对于回调函数和事件机制更直观和容易理解。ES6 将其写进了语言标准，统一了用法，提供了原生的Promise对象。
这里只对API的一些特点做记录，如果需要详细教程，推荐阮老师的Promise对象一文
new Promise
--创建一个promise实例
Promise.prototype.then(resolve, reject)
--then方法返回一个新的Promise实例
Promise.prototype.catch(error)
--.then(null, rejection)或.then(undefined, rejection)的别名，用于指定发生错误时的回调函数。
--错误会一直传递，直到被catch,如果没有catch，则没有任何反应
--catch返回一个新的Promise实例
Promise.prototype.finally()
--指定不管 Promise 对象最后状态如何，都会执行的操作。
--实现如下：
Promise.prototype.finally = function (callback) {
let P = this.constructor;
return this.then(
value => P.resolve(callback()).then(() => value),
reason => P.resolve(callback()).then(() => { throw reason })
);
};
复制代码Promise.all([promise Array])
--将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例
--所有子promise执行完成后，才执行all的resolve，参数为所有子promise返回的数组
--某个子promise出错时，执行all的reject，参数为第一个被reject的实例的返回值
--某个子promise自己catch时，不会传递reject给all，因为catch重新返回一个promise实例
Promise.race([promise Array])
--将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。
--子promise有一个实例率先改变状态，race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race的回调函数。
Promise.resolve()
--将现有对象转为 Promise 对象
--参数是promise实例， 原封不动的返回
--参数是一个thenable对象 将这个对象转为 Promise 对象，状态为resolved
--参数是一个原始值 返回一个新的 Promise 对象，状态为resolved
--不带有任何参数 返回一个resolved状态的 Promise 对象。
--等价于如下代码
Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))
复制代码Promise.reject()
--返回一个新的 Promise 实例，该实例的状态为rejected
--Promise.reject()方法的参数，会原封不动地作为reject的理由，变成后续方法的参数。
Promise特点
很多文章都是把resolve当成fulfilled，本文也是，但本文还有另外一个resolved，指的是该Promise已经被处理，注意两者的区别
复制代码1. 对象具有三个状态，分别是pending（进行中）、fulfilled（resolve）（已成功）、reject（已失败），并且对象的状态不受外界改变，只能从pending到fulfilled或者pending到reject。
2. 一旦状态被改变，就不会再变，任何时候都能得到这个结果，与事件回调不同，事件回调在事件过去后无法再调用函数。
3. 一个promise一旦resolved，再次resolve/reject将失效。即只能resolved一次。
4. 值穿透，传给then或者catch的参数为非函数时，会发生穿透（下面有示例代码）
5. 无法取消，Promise一旦运行，无法取消。
6. 如果不设置回调函数，Promise内部抛出的错误，不会反应到外部
7. 处于pending时，无法感知promise的状态（刚刚开始还是即将完成）。
复制代码值穿透代码：
new Promise(resolve=>resolve(8))
.then()
.then()
.then(function foo(value) {
console.log(value) // 8
})
复制代码状态追随
状态追随的概念和下面的v8处理asyac await相关联
状态跟随就是指将一个promise（代指A）当成另外一个promise（代指B）的resolve参数，即B的状态会追随A。
如下代码所示：
const promiseA = new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
resolve('ccc')
}, 3000)
})
const promiseB = new Promise(res => {
res(promiseA)
})
promiseB.then((arg) => {
console.log(arg) // print 'ccc' after 3000ms
})
复制代码按理说，promiseB应该是已经处于resolve的状态， 但是依然要3000ms后才打印出我们想要的值， 这难免让人困惑
在ES的标准文档中有这么一句话可以帮助我们理解：
A resolved promise may be pending, fulfilled or rejected.
就是说一个已经处理的promise，他的状态有可能是pending, fulfilled 或者 rejected。 这与我们前面学的不一样啊， resolved了的promise不应该是处于结果状态吗？这确实有点反直觉，结合上面的例子看，当处于状态跟随时，即使promiseB立即被resolved了，但是因为他追随了promiseA的状态，而A的状态则是pending，所以才说处于resolved的promiseB的状态是pending。
再看另外一个例子：
const promiseA = new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
resolve('ccc')
}, 3000)
})
const promiseB = new Promise(res => {
setTimeout(() => {
res(promiseA)
}, 5000)
})
promiseB.then((arg) => {
console.log(arg) // print 'ccc' after 5000ms
})
复制代码其实理解了上面的话，这一段的代码也比较容易理解，只是因为自己之前进了牛角尖，所以特意记录下来：
- 3s后 promiseA状态变成resolve
- 5s后 promiseB被resolved， 追随promiseA的状态
- 因为promiseA的状态为resolve， 所以打印 ccc
V8中的async await和Promise
在进入正题之前，我们可以先看下面这段代码：
const p = Promise.resolve();
(async () => {
await p;
console.log("after:await");
})();
p.then(() => {
console.log("tick:a");
}).then(() => {
console.log("tick:b");
});
复制代码V8团队的博客中， 说到这段代码的运行结果有两种：
Node8（错误的）：
tick a
tick b
after: await
复制代码Node10（正确的）:
after await
tick a
tick b
复制代码ok， 问题来了， 为啥是这个样子？
先从V8对于await的处理说起， 这里引用一张官方博客的图来说明Node8 await的伪代码：
Node8 await
对于上面的例子代码翻译过来就（该代码引用自V8是怎么实现更快的async await）是：
const p = Promise.resolve();
(() => {
const implicit_promise = new Promise(resolve => {
const promise = new Promise(res => res(p));
promise.then(() => {
console.log("after:await");
resolve();
});
});
return implicit_promise;
})();
p.then(() => {
console.log("tick:a");
}).then(() => {
console.log("tick:b");
});
复制代码很明显，内部那一句 new Promise(res => res(p)); 代码就是一个状态跟随，即promise追随p的状态，那这跟上面的结果又有什么关系？
在继续深入之前， 我们还需要了解一些概念：
task和microtask
JavaScript 中有 task 和 microtask 的概念。 Task 处理 I/O 和计时器等事件，一次执行一个。 Microtask 为 async/await 和 promise 实现延迟执行，并在每个任务结束时执行。 总是等到 microtasks 队列被清空，事件循环执行才会返回。
如官方提供的一张图：
EnqueueJob、PromiseResolveThenableJob和PromiseReactionJob
EnquequeJob： 存放两种类型的任务， 即PromiseResolveThenableJob和PromiseReactionJob， 并且都是属于microtask类型的任务
PromiseReactionJob： 可以通俗的理解为promise中的回调函数
PromiseResolveThenableJob(promiseToResolve, thenable, then)： 创建和 promiseToResolve 关联的 resolve function 和 reject function。以 then 为调用函数，thenable 为this，resolve function和reject function 为参数调用返回。（下面利用代码讲解）
状态跟随的内部
再以之前的代码为例子
const promiseA = new Promise((resolve) => {
resolve('ccc')
})
const promiseB = new Promise(res => {
res(promiseA)
})
复制代码当promiseB被resolved的时候， 也就是将一个promise（代指A）当成另外一个promise（代指B）的resolve参数，会向EnquequeJob插入一个PromiseResolveThenableJob任务，PromiseResolveThenableJob大概做了如下的事情：
() => {
promiseA.then(
resolvePromiseB,
rejectPromiseB
);
}
复制代码并且当resolvePromiseB执行后， promiseB的状态才变成resolve，也就是B追随A的状态
Node 8中的流程
1. p处于resolve状态，promise调用then被resolved，同时向microtask插入任务PromiseResolveThenableJob
2. p.then被调用， 向microtask插入任务tickA
3. 执行PromiseResolveThenableJob, 向microtask插入任务resolvePromise（如上面的promiseA.then(...)）
4. 执行tickA（即输出tick: a），返回一个promise， 向microtask插入任务tickB
5. 因为microtask的任务还没执行完， 继续
6. 执行resolvePromise， 此时promise终于变成resolve， 向microtask插入任务'after await'
7. 执行tickB（即输出tick: b）
8. 执行'after await'（即输出'after await'）
复制代码Node 10 await
老规矩， 先补一张伪代码图：
翻译过来就是酱紫：
const p = Promise.resolve();
(() => {
const implicit_promise = new Promise(resolve => {
const promise = Promise.resolve(p)
promise.then(() => {
console.log("after:await");
resolve();
});
});
return implicit_promise;
})();
p.then(() => {
console.log("tick:a");
}).then(() => {
console.log("tick:b");
});
复制代码因为p是一个promise， 然后Promise.resolve会直接将P返回，也就是
p === promise // true
复制代码因为直接返回了p，所以省去了中间两个microtask任务，并且输出的顺序也变得正常，也就是V8所说的更快的async await
实现一个Promise
先实现一个基础的函数
function Promise(cb) {
const that = this
that.value = undefined // Promise的值
that.status = 'pending' // Promise的状态
that.resolveArray = [] // resolve函数集合
that.rejectArray = [] // reject函数集合
function resolve(value) {
if (value instanceof Promise) {
return value.then(resolve, reject)
}
setTimeout(function() {
if (that.status === 'pending') { // 处于pending状态 循环调用
that.value = value
that.status = 'resolve'
for(let i = 0; i < that.resolveArray.length; i++) {
that.resolveArray[i](value)
}
}
})
}
function reject(reason) {
if (reason instanceof Promise) {
return reason.then(resolve, reject)
}
setTimeout(function() {
if (that.status === 'pending') { // 处于pending状态 循环调用
that.value = reason
that.status = 'reject'
for(let i = 0; i < that.rejectArray.length; i++) {
that.rejectArray[i](reason)
}
}
})
}
try {
cb(resolve, reject)
} catch (e) {
reject(e)
}
}
Promise.prototype.then = function(onResolve, onReject) {
var that = this
var promise2 // 返回的Promise
onResolve = typeof onResolve === 'function' ? onResolve : function(v) { return v } //如果不是函数 则处理穿透值
onReject = typeof onReject === 'function' ? onReject : function(v) { return v } //如果不是函数 则处理穿透值
if (that.status === 'resolve') {
return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
setTimeout(function() {
try {
const x = onResolve(that.value)
if (x instanceof Promise) { // 如果onResolved的返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
x.then(resolve, reject)
} else {
resolve(x)
}
} catch (e) {
reject(e)
}
})
})
}
if (that.status === 'reject') {
return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
setTimeout(function() {
try {
const x = onResolve(that.value)
if (x instanceof Promise) { // 如果onResolved的返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
x.then(resolve, reject)
} else {
reject(x)
}
} catch (e) {
reject(e)
}
})
})
}
if (that.status === 'pending') {
return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
that.resolveArray.push(function(value) {
try {
var x = onResolve(value)
if (x instanceof Promise) {
x.then(resolve, reject)
}
} catch (e) {
reject(e)
}
})
that.rejectArray.push(function(reason) {
try {
var x = onReject(reason)
if (x instanceof Promise) {
x.then(resolve, reject)
}
} catch (e) {
reject(e)
}
})
})
}
}
Promise.prototype.catch = function(onReject) {
return this.then(null, onReject)
}
复制代码参考
v8是怎么实现更快的 await ？深入理解 await 的运行机制
V8中更快的异步函数和promise
剖析Promise内部结构，一步一步实现一个完整的、能通过所有Test case的Promise类
PromiseA+
ES6入门
深入Promise
扫一扫
938
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
