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JS如何实现Promise?Promise的原理

月夜之吻

月夜之吻

发布时间:2025-08-22 12:07:01

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来源于php中文网

原创

promise有三种状态:pending(进行中)、fulfilled(已成功)和rejected(已失败),状态只能从pending变为fulfilled或rejected,且一旦改变不可逆转;当调用resolve时,状态由pending转为fulfilled,调用reject时转为rejected,此后状态不再变化。

JS如何实现Promise?Promise的原理

Promise本质上是一种处理异步操作的模式,它代表着一个尚未完成的异步操作的结果。JS实现Promise的关键在于模拟Promise的状态管理和链式调用。

class MyPromise {
  constructor(executor) {
    this.state = 'pending';
    this.value = undefined;
    this.reason = undefined;
    this.onResolvedCallbacks = [];
    this.onRejectedCallbacks = [];

    const resolve = (value) => {
      if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'fulfilled';
        this.value = value;
        this.onResolvedCallbacks.forEach(fn => fn(value));
      }
    };

    const reject = (reason) => {
      if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'rejected';
        this.reason = reason;
        this.onRejectedCallbacks.forEach(fn => fn(reason));
      }
    };

    try {
      executor(resolve, reject);
    } catch (err) {
      reject(err);
    }
  }

  then(onFulfilled, onRejected) {
    onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : value => value;
    onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : reason => { throw reason };

    const promise2 = new MyPromise((resolve, reject) => {
      if (this.state === 'fulfilled') {
        setTimeout(() => { // 模拟异步
          try {
            const x = onFulfilled(this.value);
            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
          } catch (e) {
            reject(e);
          }
        }, 0);
      }

      if (this.state === 'rejected') {
        setTimeout(() => {
          try {
            const x = onRejected(this.reason);
            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
          } catch (e) {
            reject(e);
          }
        }, 0);
      }

      if (this.state === 'pending') {
        this.onResolvedCallbacks.push(() => {
          setTimeout(() => {
            try {
              const x = onFulfilled(this.value);
              resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
            } catch (e) {
              reject(e);
            }
          }, 0);
        });

        this.onRejectedCallbacks.push(() => {
          setTimeout(() => {
            try {
              const x = onRejected(this.reason);
              resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
            } catch (e) {
              reject(e);
            }
          }, 0);
        });
      }
    });

    return promise2;
  }

  catch(onRejected) {
    return this.then(null, onRejected);
  }

  finally(callback) {
    return this.then(
      value => MyPromise.resolve(callback()).then(() => value),
      reason => MyPromise.resolve(callback()).then(() => { throw reason })
    );
  }

  static resolve(value) {
    return new MyPromise((resolve, reject) => {
      resolve(value);
    });
  }

  static reject(reason) {
    return new MyPromise((resolve, reject) => {
      reject(reason);
    });
  }

  static all(promises) {
    return new MyPromise((resolve, reject) => {
      const results = [];
      let count = 0;

      if (promises.length === 0) {
        resolve(results);
        return;
      }

      for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
        const promise = promises[i];
        MyPromise.resolve(promise).then(
          value => {
            results[i] = value;
            count++;
            if (count === promises.length) {
              resolve(results);
            }
          },
          reason => {
            reject(reason);
          }
        );
      }
    });
  }

  static race(promises) {
    return new MyPromise((resolve, reject) => {
      for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
        const promise = promises[i];
        MyPromise.resolve(promise).then(
          value => {
            resolve(value);
          },
          reason => {
            reject(reason);
          }
        );
      }
    });
  }
}

function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
  if (promise2 === x) {
    return reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise #'));
  }

  let called;
  if ((typeof x === 'object' && x !== null) || typeof x === 'function') {
    try {
      const then = x.then;
      if (typeof then === 'function') {
        then.call(x,
          y => {
            if (called) return;
            called = true;
            resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
          },
          r => {
            if (called) return;
            called = true;
            reject(r);
          }
        );
      } else {
        if (called) return;
        called = true;
        resolve(x);
      }
    } catch (e) {
      if (called) return;
      called = true;
      reject(e);
    }
  } else {
    resolve(x);
  }
}

// Example usage:
const promise = new MyPromise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('Hello, Promise!');
  }, 1000);
});

promise.then(value => {
  console.log(value); // Output: Hello, Promise!
  return 'Chained value';
}).then(value => {
  console.log(value); // Output: Chained value
}).catch(err => {
  console.error(err);
});

Promise的状态有哪些?状态转换是如何发生的?

Promise有三种状态:

pending
(进行中)、
fulfilled
(已成功)和
rejected
(已失败)。状态转换只能从
pending
fulfilled
pending
rejected
,且一旦发生,状态便不可逆转。

  • Pending -> Fulfilled: 当异步操作成功完成,调用
    resolve(value)
    ,Promise状态变为
    fulfilled
    ,并将结果值
    value
    传递给所有
    then
    方法注册的onFulfilled回调。
  • Pending -> Rejected: 当异步操作发生错误,调用
    reject(reason)
    ,Promise状态变为
    rejected
    ,并将错误原因
    reason
    传递给所有
    then
    方法注册的onRejected回调。
  • 状态不可逆转: Promise的状态一旦变为
    fulfilled
    rejected
    ,就不能再变回
    pending
    状态,也不能从
    fulfilled
    变为
    rejected
    ,反之亦然。

如何处理Promise链中的错误?

在Promise链中,错误处理通常通过

catch
方法或
then
方法的第二个参数(onRejected)来实现。
catch
方法本质上是
then(null, onRejected)
的语法糖,用于捕获Promise链中任何地方抛出的错误。

  • catch
    方法:
    catch
    方法添加到Promise链的末尾,可以捕获链中任何未被处理的错误。如果前面的Promise抛出了错误,或者
    onFulfilled
    回调中抛出了错误,
    catch
    方法会被调用。

    promise
      .then(value => {
        // ...
      })
      .then(value => {
        // ...
        throw new Error('Something went wrong'); // 抛出错误
      })
      .catch(error => {
        console.error('Error:', error); // 捕获错误
      });
  • then
    方法的第二个参数:
    then
    方法中提供第二个参数
    onRejected
    ,也可以处理错误。但这种方式通常只用于处理紧邻的Promise的错误。

    promise
      .then(
        value => {
          // ...
        },
        error => {
          console.error('Error:', error); // 捕获promise的错误
        }
      );
  • 错误冒泡: 如果在Promise链的某个环节没有提供错误处理,错误会沿着Promise链向下冒泡,直到遇到

    catch
    方法或
    onRejected
    回调。如果Promise链的末尾仍然没有处理错误,错误可能会被视为未处理的Promise rejection,导致一些环境(如浏览器)发出警告。

Promise.all 和 Promise.race 的区别是什么?它们分别适用于什么场景?

Promise.all
Promise.race
都是Promise的静态方法,用于处理多个Promise的并发执行,但它们的行为和适用场景有所不同。

  • Promise.all(promises)

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    • 行为: 接收一个Promise数组(或任何可迭代对象),并返回一个新的Promise。只有当数组中所有的Promise都成功

      fulfilled
      时,返回的Promise才会
      fulfilled
      ,并且会将所有Promise的
      value
      值按照数组顺序组成一个新的数组,作为返回Promise的
      value
      。如果数组中任何一个Promise
      rejected
      ,返回的Promise会立即
      rejected
      ,并将第一个
      rejected
      的Promise的
      reason
      作为返回Promise的
      reason

    • 适用场景: 适用于需要等待所有异步操作完成后才能进行下一步操作的场景。例如,需要并行请求多个API,只有当所有API都返回数据后才能渲染页面。

    • 示例:

      const promise1 = Promise.resolve(1);
      const promise2 = Promise.resolve(2);
      const promise3 = Promise.resolve(3);
      
      Promise.all([promise1, promise2, promise3])
        .then(values => {
          console.log(values); // Output: [1, 2, 3]
        })
        .catch(error => {
          console.error(error);
        });
  • Promise.race(promises)

    • 行为: 接收一个Promise数组(或任何可迭代对象),并返回一个新的Promise。返回的Promise会采用数组中第一个

      fulfilled
      rejected
      的Promise的值或原因。也就是说,哪个Promise先完成(无论是成功还是失败),就采用它的结果。

    • 适用场景: 适用于只需要一个异步操作完成即可的场景。例如,设置请求超时,如果请求在规定时间内没有返回,就使用一个reject的Promise来取消请求。

    • 示例:

      const promise1 = new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Promise 1'), 500));
      const promise2 = new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Promise 2'), 100));
      
      Promise.race([promise1, promise2])
        .then(value => {
          console.log(value); // Output: Promise 2 (因为promise2先完成)
        })
        .catch(error => {
          console.error(error);
        });

简而言之,

Promise.all
关注的是所有Promise的完成情况,而
Promise.race
关注的是最先完成的Promise。

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