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JavaScript Promise

在学习本章节内容前，你需要先了解什么是异步编程，可以参考：JavaScript 异步编程

Promise 是一个 ECMAScript 6 提供的类，目的是更加优雅地书写复杂的异步任务。

由于 Promise 是 ES6 新增加的，所以一些旧的浏览器并不支持，苹果的 Safari 10 和 Windows 的 Edge 14 版本以上浏览器才开始支持 ES6 特性。

以下是 Promise 浏览器支持的情况：

Chrome 58Edge 14Firefox 54Safari 10Opera 55

构造 Promise​

现在我们新建一个 Promise 对象：

new Promise(function (resolve, reject) {
    // 要做的事情...
});

通过新建一个 Promise 对象好像并没有看出它怎样 "更加优雅地书写复杂的异步任务"。我们之前遇到的异步任务都是一次异步，如果需要多次调用异步函数呢？例如，如果我想分三次输出字符串，第一次间隔 1 秒，第二次间隔 4 秒，第三次间隔 3 秒：

setTimeout(function () {
  console.log("First");
  setTimeout(function () {
    console.log("Second");
    setTimeout(function () {
      console.log("Third");
    }, 3000);
  }, 4000);
}, 1000);

这段程序实现了这个功能，但是它是用 "函数瀑布" 来实现的。可想而知，在一个复杂的程序当中，用 "函数瀑布" 实现的程序无论是维护还是异常处理都是一件特别繁琐的事情，而且会让缩进格式变得非常冗赘。

现在我们用 Promise 来实现同样的功能：

new Promise(function (resolve, reject) {
  setTimeout(function () {
    console.log("First");
    resolve();
  }, 1000);
}).then(function () {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function () {
      console.log("Second");
      resolve();
    }, 4000);
  });
}).then(function () {
  setTimeout(function () {
    console.log("Third");
  }, 3000);
});

这段代码较长，所以还不需要完全理解它，我想引起注意的是 Promise 将嵌套格式的代码变成了顺序格式的代码。

Promise 的使用​

下面我们通过剖析这段 Promise "计时器" 代码来讲述 Promise 的使用：

Promise 构造函数只有一个参数，是一个函数，这个函数在构造之后会直接被异步运行，所以我们称之为起始函数。起始函数包含两个参数 resolve 和 reject。

当 Promise 被构造时，起始函数会被异步执行：

new Promise(function (resolve, reject) {
  console.log("Run");
});

这段程序会直接输出 Run。

resolve 和 reject 都是函数，其中调用 resolve 代表一切正常，reject 是出现异常时所调用的：

new Promise(function (resolve, reject) {
  var a = 0;
  var b = 1;
  if (b == 0) reject("Divide zero"); else resolve(a / b);
}).then(function (value) {
  console.log("a / b = " + value);
}).catch(function (err) {
  console.log(err);
}).finally(function () {
  console.log("End");
});

这段程序执行结果是:

a / b = 0
End

Promise 类有 .then() .catch() 和 .finally() 三个方法，这三个方法的参数都是一个函数，.then() 可以将参数中的函数添加到当前 Promise 的正常执行序列，.catch() 则是设定 Promise 的异常处理序列，.finally() 是在 Promise 执行的最后一定会执行的序列。 .then() 传入的函数会按顺序依次执行，有任何异常都会直接跳到 catch 序列：

new Promise(function (resolve, reject) {
  console.log(1111);
  resolve(2222);
}).then(function (value) {
  console.log(value);
  return 3333;
}).then(function (value) {
  console.log(value);
  throw "An error";
}).catch(function (err) {
  console.log(err);
});

执行结果：

1111
2222
3333
An error

resolve() 中可以放置一个参数用于向下一个 then 传递一个值，then 中的函数也可以返回一个值传递给 then。但是，如果 then 中返回的是一个 Promise 对象，那么下一个 then 将相当于对这个返回的 Promise 进行操作，这一点从刚才的计时器的例子中可以看出来。

reject() 参数中一般会传递一个异常给之后的 catch 函数用于处理异常。

但是请注意以下两点：

  • resolve 和 reject 的作用域只有起始函数，不包括 then 以及其他序列；
  • resolve 和 reject 并不能够使起始函数停止运行，别忘了 return。

Promise 函数​

上述的 "计时器" 程序看上去比函数瀑布还要长，所以我们可以将它的核心部分写成一个 Promise 函数：

function print(delay, message) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function () {
      console.log(message);
      resolve();
    }, delay);
  });
}

然后我们就可以放心大胆的实现程序功能了：

print(1000, "First").then(function () {
  return print(4000, "Second");
}).then(function () {
  print(3000, "Third");
});

这种返回值为一个 Promise 对象的函数称作 Promise 函数，它常常用于开发基于异步操作的库。

回答常见的问题（FAQ）​

Q: then、catch 和 finally 序列能否顺序颠倒？

A: 可以，效果完全一样。但不建议这样做，最好按 then-catch-finally 的顺序编写程序。

Q: 除了 then 块以外，其它两种块能否多次使用？

A: 可以，finally 与 then 一样会按顺序执行，但是 catch 块只会执行第一个，除非 catch 块里有异常。所以最好只安排一个 catch 和 finally 块。

Q: then 块如何中断？

A: then 块默认会向下顺序执行，return 是不能中断的，可以通过 throw 来跳转至 catch 实现中断。

Q: 什么时候适合用 Promise 而不是传统回调函数？

A: 当需要多次顺序执行异步操作的时候，例如，如果想通过异步方法先后检测用户名和密码，需要先异步检测用户名，然后再异步检测密码的情况下就很适合 Promise。

Q: Promise 是一种将异步转换为同步的方法吗？

A: 完全不是。Promise 只不过是一种更良好的编程风格。

Q: 什么时候我们需要再写一个 then 而不是在当前的 then 接着编程？

A: 当你又需要调用一个异步任务的时候。

异步函数​

异步函数（async function）是 ECMAScript 2017 (ECMA-262) 标准的规范，几乎被所有浏览器所支持，除了 Internet Explorer。

在 Promise 中我们编写过一个 Promise 函数：

function print(delay, message) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    setTimeout(function () {
      console.log(message);
      resolve();
    }, delay);
  });
}

然后用不同的时间间隔输出了三行文本：

print(1000, "First").then(function () {
  return print(4000, "Second");
}).then(function () {
  print(3000, "Third");
});

我们可以将这段代码变得更好看：

async function asyncFunc() {
  await print(1000, "First");
  await print(4000, "Second");
  await print(3000, "Third");
}

asyncFunc();

哈！这岂不是将异步操作变得像同步操作一样容易了吗！

这次的回答是肯定的，异步函数 async function 中可以使用 await 指令，await 指令后必须跟着一个 Promise，异步函数会在这个 Promise 运行中暂停，直到其运行结束再继续运行。

异步函数实际上原理与 Promise 原生 API 的机制是一模一样的，只不过更便于程序员阅读。

处理异常的机制将用 try-catch 块实现：

async function asyncFunc() {
  try {
    await new Promise(function (resolve, reject) {
      throw "Some error"; // 或者 reject("Some error")
    });
  } catch (err) {
    console.log(err);
    // 会输出 Some error
  }
}
asyncFunc();

如果 Promise 有一个正常的返回值，await 语句也会返回它：

async function asyncFunc() {
  let value = await new Promise(function (resolve, reject) {
    resolve("Return value");
  });
  console.log(value);
}

asyncFunc();

程序会输出:

Return value