实现一个Promise(基于Promise/A+规范)

前言

相信大家经常使用Promise，或者使用Generator、asnyc/await等异步解决方案，网上的Promise原理也遍地开花。
一直以来想抽出时间也写一写Promise实现，但是平常工作也是忙的不可开交，正好元旦放了3天假期，休息了2天半，抽出半天时间来看一看Promise。

如何使用Promise

new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve(1);
  }, 1000)
}).then((data) => {
  console.log(data);
  return new Promise((res) => {
    setTimeout(() => {
      res(2);
    },1000)
  })

}).then((res) => {
  console.log(res);
})

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术语

• Promise是一个包含了兼容promise规范then方法的对象或函数。
• thenable 是一个包含了then方法的对象或函数。
• value 是任何Javascript值。 (包括 undefined, thenable, Promise等)。
• exception 是由throw表达式抛出来的值。
• reason 是一个用于描述Promise被拒绝原因的值。

由于Promise/A+规范并不包括catch、race、all等方法的实现，所以这里也不会去详细解释。

要求

一个Promise必须处在其中之一的状态：pending, fulfilled 或 rejected。 如果是pending状态,则promise：

可以转换到fulfilled或rejected状态。 如果是fulfilled状态,则promise：

• 不能转换成任何其它状态。
• 必须有一个值，且这个值不能被改变。

如果是rejected状态,则promise可以：

• 不能转换成任何其它状态。
• 必须有一个原因，且这个值不能被改变。

function MyPromise(callback) {

  let that = this;
  //定义初始状态
  //Promise状态
  that.status = 'pending';
  //value
  that.value = 'undefined';
  //reason 是一个用于描述Promise被拒绝原因的值。
  that.reason = 'undefined';

  //定义resolve
  function resolve(value) {
    //当status为pending时，定义Javascript值，定义其状态为fulfilled
    if(that.status === 'pending') {
      that.value = value;
      that.status = 'resolved';
    }
  }

  //定义reject
  function reject(reason) {
    //当status为pending时，定义reason值，定义其状态为rejected
    if(that.status === 'pending') {
      that.reason = reason;
      that.status = 'rejected';
    }
  }

  //捕获callback是否报错
  try {
    callback(resolve, reject);
  } catch (error) {
    reject(error);
  }
}
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Promise对象有一个then方法，用来注册在这个Promise状态确定后的回调，then方法接受两个参数： Promise.then(onFulfilled,onRejected)。
我们把then函数写在原型上。

MyPromise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
  let that = this;

  if(that.status === 'resolved') {
    onFulfilled(that.value);
  }

  if(that.status === 'rejected') {
    onRejected(that.reason);
  }
}
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上述代码只是实现了Promise的最基本逻辑，如果直接调用then是可以执行的，但是并不支持异步，而Promise最大的特点就是解决callback异步回调地狱的问题。
所以我们来改造下。

function MyPromise(callback) {

  let that = this;
  //定义初始状态
  //Promise状态
  that.status = 'pending';
  //value
  that.value = 'undefined';
  //reason 是一个用于描述Promise被拒绝原因的值。
  that.reason = 'undefined';
  //用来解决异步问题的数组
  that.onFullfilledArray = [];
  that.onRejectedArray = [];

  //定义resolve
  function resolve(value) {
    //当status为pending时，定义Javascript值，定义其状态为fulfilled
    if(that.status === 'pending') {
      that.value = value;
      that.status = 'resolved';
      that.onFullfilledArray.forEach((func) => {
        func(that.value);
      });
    }
  }

  //定义reject
  function reject(reason) {
    //当status为pending时，定义reason值，定义其状态为rejected
    if(that.status === 'pending') {
      that.reason = reason;
      that.status = 'rejected';
      that.onRejectedArray.forEach((func) => {
        func(that.reason);
      });
    }
  }

  //捕获callback是否报错
  try {
    callback(resolve, reject);
  } catch (error) {
    reject(error);
  }
}
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then函数的改造

MyPromise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
  let that = this;
  //需要修改下，解决异步问题，即当Promise调用resolve之后再调用then执行onFulfilled(that.value)。
  //用两个数组保存下onFulfilledArray
  if(that.status === 'pending') {
    that.onFullfilledArray.push((value) => {
      onFulfilled(value);
    });

    that.onRejectedArray.push((reason) => {
      onRejected(reason);
    });
  }

  if(that.status === 'resolved') {
    onFulfilled(that.value);
  }

  if(that.status === 'rejected') {
    onRejected(that.reason);
  }
}
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由于Promise/A+规范规定一个Promise必须处在其中之一的状态：pending, fulfilled 或 rejected，所以在用户使用Promise时，写的是异步代码的话，那么此时Promise一定是处于pending状态，反之正常调用。
因此，初始化Promise时，定义两个数组为onFullfilledArray，onRejectedArray，用来保存then函数的两个回调函数onFulfilled和onRejected。同时我们在then函数中判断status是否是pending，然后将onFulfilled和onRejected分别传入对应数组中。当用户调用resolve或reject时，更改状态，遍历数组，执行onFulfilled或者onRejected,从而异步调用。

then函数的链式调用

在Promise/A+规范中：

对于一个promise，它的then方法可以调用多次

• 当promise fulfilled后，所有onFulfilled都必须按照其注册顺序执行。
• 当promise rejected后，所有OnRejected都必须按照其注册顺序执行。

then 必须返回一个promise

• 如果onFulfilled 或 onRejected 返回了值x, 则执行Promise 解析流程[[Resolve]](promise2, x)。
• 如果onFulfilled 或 onRejected抛出了异常e, 则promise2应当以e为reason被拒绝。
• 如果 onFulfilled 不是一个函数且promise1已经fulfilled，则promise2必须以promise1的值fulfilled。
• 如果OnReject 不是一个函数且promise1已经rejected, 则promise2必须以相同的reason被拒绝。

MyPromise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
  let that = this;
  let promise2;

  // 根据标准，如果then的参数不是function，则我们需要忽略它
  onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function(f) {};
  onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : function(r) {};
  //需要修改下，解决异步问题，即当Promise调用resolve之后再调用then执行onFulfilled(that.value)。
  //用两个数组保存下onFulfilledArray
  if(that.status === 'pending') {

    return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
      that.onFullfilledArray.push((value) => {
      try {
        let x = onFulfilled(that.value);
        //判断onFulfilled是否是一个Promise，如果是，那么就直接把MyPromise中的resolve和reject传给then;
        //返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
        if(x instanceof MyPromise) {
          x.then(resolve, reject);
        }
        //否则，以它的返回值做为promise2的结果
        resolve(x);
      } catch (error) {
        reject(error);
      }
      });

      that.onRejectedArray.push((value) => {
          try {
            let x = onRejected(that.value);
            //判断onRejected是否是一个Promise，如果是，那么就直接把MyPromise中的resolve和reject传给then;
            //返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
            if(x instanceof MyPromise) {
              x.then(resolve, reject);
            }
            //否则，以它的返回值做为promise2的结果
            resolve(x);
          } catch (error) {
            reject(error);
          }
      });

    })
  }

  if(that.status === 'fulfilled') {
    return promise2 = new MyPromise(function(resolve, reject) {
      try {
        let x = onFulfilled(that.value);
        //判断onFulfilled是否是一个Promise，如果是，那么就直接把MyPromise中的resolve和reject传给then;
        //返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
        if(x instanceof MyPromise) {
          x.then(resolve, reject);
        }
        //否则，以它的返回值做为promise2的结果
        resolve(x);
      } catch (error) {
        reject(error);
      }
      
    })
  }

  if(that.status === 'rejected') {
    return new MyPromise(function(resolve, reject) {
      try {
        let x = onRejected(that.value);
        //判断onRejected是否是一个Promise，如果是，那么就直接把MyPromise中的resolve和reject传给then;
        //返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
        if(x instanceof MyPromise) {
          x.then(resolve, reject);
        }
        //否则，以它的返回值做为promise2的结果
        resolve(x);
      } catch (error) {
        reject(error);
      }
      
    })
    
  }
}

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在调用then时，判断onFulfilled和onRejected是否是一个函数，如果不是，返回一个匿名函数，同时必须返回各参数的值,用来解决链式调用时Promise值的穿透问题。
例如：

new MyPromise(resolve=>resolve(8))
  .then()
  .then()
  .then(function foo(value) {
    alert(value)
  })
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所以我们把这块改成这样：

  onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function(f) { return f};
  onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : function(r) {throw r};
复制代码

但是这样每次判断都需要重新写这个x和MyPromise的关系，所以，我们需要将这块代码给抽象出来，这块代码在Promise/A+规范中叫做resolvePromise。

function resolvePromise(promise, x, resolve, reject) {
  let then,thenCalledOrThrow = false
  //如果promise 和 x 指向相同的值, 使用 TypeError做为原因将promise拒绝。
  if (promise === x) {
    return reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise!'))
  }

  //判断x是否是一个Promise，如果是，那么就直接把MyPromise中的resolve和reject传给then;
  //返回值是一个Promise对象，直接取它的结果做为promise2的结果
  if ((x !== null) && ((typeof x === 'object') || (typeof x === 'function'))) {
    try {
      then = x.then
      if (typeof then === 'function') { // typeof 

        //x.then(resolve, reject);
        then.call(x, function rs(y) {

          if (thenCalledOrThrow) return

          thenCalledOrThrow = true

          return resolvePromise(promise, y, resolve, reject)

        }, function rj(r) {

          if (thenCalledOrThrow) return

          thenCalledOrThrow = true

          return reject(r)

        })
      } else {

        return resolve(x)
      }
    } catch(e) {
      if (thenCalledOrThrow) return

      thenCalledOrThrow = true

      return reject(e)
    }
  } else {

    return resolve(x)
  }

}
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then函数最后修改为：

MyPromise.prototype.then = function(onFulfilled, onRejected) {
  let that = this;
  let promise2;
  // 根据标准，如果then的参数不是function，则我们需要忽略它
  onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : function(f) { return f};
  onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : function(r) {throw r};
  //需要修改下，解决异步问题，即当Promise调用resolve之后再调用then执行onFulfilled(that.value)。
  //用两个数组保存下onFulfilledArray
  if(that.status === 'pending') {
    return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
      that.onFullfilledArray.push((value) => {
        try {
          let x = onFulfilled(value);
          resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)
        } catch(e) {
          return reject(e)
        }
      });
      
      that.onRejectedArray.push((value) => {
        try {
          let x = onRejected(value);
          resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)
        } catch(e) {
          return reject(e)
        }
      });
    })
  }

  if(that.status === 'fulfilled') {
    return promise2 = new MyPromise(function(resolve, reject) {
      try {
        let x = onFulfilled(that.value);
        //处理then的多种情况
        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject)
      } catch (error) {
        reject(error);
      }
    })
  }

  if(that.status === 'rejected') {
    return new MyPromise(function(resolve, reject) {
      try {
        let x = onRejected(that.value);
        //处理then的多种情况
        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
      } catch (error) {
        reject(error)
      }
      
    })
    
  }
}
复制代码

测试一下：

new MyPromise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve(1);
  }, 1000)
}).then((data) => {
  console.log(data);
  return new MyPromise((res) => {
    setTimeout(() => {
      res(2);
    },1000)
  })
}).then((res) => {
  console.log(res);
})
//1
//2
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最后

Promise GITHUB地址。
参考资料：

《Promise/A+规范》
《Promise3》
《实现一个完美符合Promise/A+规范的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》