關於異步JavaScript編程中的Promise使用方法

來源:文萃谷 1.46W

異步?

關於異步JavaScript編程中的Promise使用方法

我在很多地方都看到過異步(Asynchronous)這個詞,但在我還不是很理解這個概念的時候,卻發現自己常常會被當做“已經很清楚”(* ̄? ̄)。

如果你也有類似的情況,沒關係,搜索一下這個詞,就可以得到大致的説明。在這裏,我會對JavaScript的異步做一點額外解釋。

看一下這段代碼:

var start = new Date();setTimeout(function(){ var end = new Date(); ("Time elapsed: ", end - start, "ms");}, 500);while (new Date - start < 1000) {};

這段代碼運行後會得到類似Time elapsed: 1013ms這樣的結果。 setTimeout()所設定的在未來500ms時執行的函數,實際等了比1000ms更多的時間後才執行。

要如何解釋呢?調用setTimeout()時,一個延時事件被排入隊列。然後,繼續執行這之後的代碼,以及更後邊的代碼,直到沒有任何代碼。沒有任何代碼後,JavaScript線程進入空閒,此時JavaScript執行引擎才去翻看隊列,在隊列中找到“應該觸發”的事件,然後調用這個事件的處理器(函數)。處理器執行完成後,又再返回到隊列,然後查看下一個事件。

單線程的JavaScript,就是這樣通過隊列,以事件循環的形式工作的。所以,前面的代碼中,是用while將執行引擎拖在代碼運行期間長達1000ms,而在全部代碼運行完回到隊列前,任何事件都不會觸發。這就是JavaScript的異步機制。

JavaScript的異步難題

JavaScript中的異步操作可能不總是簡單易行的。

Ajax也許是我們用得最多的異步操作。以jQuery為例,發起一個Ajax請求的代碼一般是這樣的:

// Ajax請求示意代碼$({ url: url, data: dataObject, success: function(){}, error: function(){}});

這樣的寫法有什麼問題嗎?簡單來説,不夠輕便。為什麼一定要在發起請求的地方,就要把success和error這些回調給寫好呢?假如我的回調要做很多很多的事情,是要我想起一件事情就跑回這裏添加代碼嗎?

再比如,我們要完成這樣一件事:有4個供Ajax訪問的url地址,需要先Ajax訪問第1個,在第1個訪問完成後,用拿到的返回數據作為參數再訪問第2個,第2個訪問完成後再第3個...以此到4個全部訪問完成。按照這樣的寫法,似乎會變成這樣:

$({ url: url1, success: function(data){ $({ url: url2, data: data, success: function(data){ $({ //... }); } }); }})

你一定會覺得這種稱為Pyramid of Doom(金字塔厄運)的代碼看起來很糟糕。習慣了直接附加回調的寫法,就可能會對這種一個傳遞到下一個的異步事件感到無從入手。為這些回調函數分別命名並分離存放可以在形式上減少嵌套,使代碼清晰,但仍然不能解決問題。

另一個常見的難點是,同時發送兩個Ajax請求,然後要在兩個請求都成功返回後再做一件接下來的事,想一想如果只按前面的方式在各自的調用位置去附加回調,這是不是好像也有點難辦?

適於應對這些異步操作,可以讓你寫出更優雅代碼的就是Promise。

Promise上場

Promise是什麼呢?先繼續以前面jQuery的Ajax請求示意代碼為例,那段代碼其實可以寫成這個樣子:

var promise = $({ url: url, data: dataObject});(function(){});(function(){});

這和前面的Ajax請求示意代碼是等效的。可以看到,Promise的加入使得代碼形式發生了變化。Ajax請求就好像變量賦值一樣,被“保存”了起來。這就是封裝,封裝將真正意義上讓異步事件變得容易起來。

封裝是有用的

Promise對象就像是一個封裝好的對異步事件的引用。想要在這個異步事件完成後做點事情?給它附加回調就可以了,不管附加多少個也沒問題!

jQuery的Ajax方法會返回一個Promise對象(這是jQuery1.5重點增加的特性)。如果我有do1()、do2()兩個函數要在異步事件成功完成後執行,只需要這樣做:

(do1);// Other code (do2);

這樣可要自由多了,我只要保存這個Promise對象,就在寫代碼的任何時候,給它附加任意數量的回調,而不用管這個異步事件是在哪裏發起的。這就是Promise的優勢。

正式的介紹

Promise應對異步操作是如此有用,以至於發展為了CommonJS的一個規範,叫做Promises/A。Promise代表的是某一操作結束後的返回值,它有3種狀態:

肯定(fulfilled或resolved),表明該Promise的操作成功了。 否定(rejected或failed),表明該Promise的操作失敗了。 等待(pending),還沒有得到肯定或者否定的結果,進行中。

此外,還有1種名義上的狀態用來表示Promise的操作已經成功或失敗,也就是肯定和否定狀態的集合,叫做結束(settled)。Promise還具有以下重要的`特性:

一個Promise只能從等待狀態轉變為肯定或否定狀態一次,一旦轉變為肯定或否定狀態,就再也不會改變狀態。 如果在一個Promise結束(成功或失敗,同前面的説明)後,添加針對成功或失敗的回調,則回調函數會立即執行。

想想Ajax操作,發起一個請求後,等待着,然後成功收到返回或出現錯誤(失敗)。這是否和Promise相當一致?

進一步解釋Promise的特性還有一個很好的例子:jQuery的$(document)y(onReady)。其中onReady回調函數會在DOM就緒後執行,但有趣的是,如果在執行到這句代碼之前,DOM就已經就緒了,那麼onReady會立即執行,沒有任何延遲(也就是説,是同步的)。

Promise示例

生成Promise

Promises/A裏列出了一系列實現了Promise的JavaScript庫,jQuery也在其中。下面是用jQuery生成Promise的代碼:

var deferred = $rred();(function(message){("Done: " + message)});lve("morin"); // Done: morin

jQuery自己特意定義了名為Deferred的類,它實際上就是Promise。$rred()方法會返回一個新生成的Promise實例。一方面,使用()、()等為它附加回調,另一方面,調用lve()或ct()來肯定或否定這個Promise,且可以向回調傳遞任意數據。

合併Promise

還記得我前文説的同時發送2個Ajax請求的難題嗎?繼續以jQuery為例,Promise將可以這樣解決它:

var promise1 = $(url1),promise2 = $(url2),promiseCombined = $(promise1, promise2);(onDone);

$()方法可以合併多個Promise得到一個新的Promise,相當於在原多個Promise之間建立了AND(邏輯與)的關係,如果所有組成Promise都已成功,則令合併後的Promise也成功,如果有任意一個組成Promise失敗,則立即令合併後的Promise失敗。

級聯Promise

再繼續我前文的依次執行一系列異步任務的問題。它將用到Promise最為重要的()方法(在Promises/A規範中,也是用“有then()方法的對象”來定義Promise的)。代碼如下:

var promise = $(url1);promise = (function(data){ return $(url2, data);});promise = (function(data){ return $(url3, data);});// ...

Promise的()方法的完整形式是(onDone, onFail, onProgress),這樣看上去,它像是一個一次性就可以把各種回調都附加上去的簡便方法(()、()可以不用了)。沒錯,你的確可以這樣使用,這是等效的。

但()方法還有它更為有用的功能。如同then這個單詞本身的意義那樣,它用來清晰地指明異步事件的前後關係:“先這個,然後(then)再那個”。這稱為Promise的級聯。

要級聯Promise,需要注意的是,在傳遞給then()的回調函數中,一定要返回你想要的代表下一步任務的Promise(如上面代碼的$(url2, data))。這樣,前面被賦值的那個變量才會變成新的Promise。而如果then()的回調函數返回的不是Promise,則then()方法會返回最初的那個Promise。

應該會覺得有些難理解?從代碼執行的角度上説,上面這段帶有多個then()的代碼其實還是被JavaScript引擎運行一遍就結束。但它就像是寫好的舞台劇的劇本一樣,讀過一遍後,JavaScript引擎就會在未來的時刻,依次安排演員按照劇本來演出,而演出都是異步的。then()方法就是讓你能寫出異步劇本的筆。

將Promise用在基於回調函數的API

前文反覆用到的$()方法會返回一個Promise對象,這其實只是jQuery特意提供的福利。實際情況是,大多數JavaScript API,包括中的原生函數,都基於回調函數,而不是基於Promise。這種情況下使用Promise會需要自行做一些加工。

這個加工其實比較簡單和直接,下面是例子:

var deferred = $rred();setTimeout(lve, 1000);(onDone);

這樣,將Promise的肯定或否定的觸發器,作為API的回調傳入,就變成了Promise的處理模式了。

Promise是怎麼實現出來的?

本文寫Promise寫到這裏,你發現了全都是基於已有的實現了Promise的庫。那麼,如果要自行構築一個Promise的話呢?

位列於Promises/A的庫列表第一位的Q可以算是最符合Promises/A規範且相當直觀的實現。如果你想了解如何做出一個Promise,可以參考Q提供的設計模式解析。

限於篇幅,本文只介紹Promise的應用。我會在以後單獨開一篇文章來詳述Promise的實現細節。

作為JavaScript後續版本的ECMAScript 6將原生提供Promise,如果你想知道它的用法,推薦閲讀JavaScript Promises: There and back again。

結語

Promise這個詞頑強到不適合翻譯,一眼之下都會覺得意義不明。不過,在JavaScript裏做比較複雜的異步任務時,它的確可以提供相當多的幫助。

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