前言
前一陣子記錄了promise的一些常規(guī)用法蝎抽，這篇文章再深入一個層次，來分析分析promise的這種規(guī)則機制是如何實現(xiàn)的缚去。ps:本文適合已經(jīng)對promise的用法有所了解的人閱讀潮秘。
本文的promise源碼是按照Promise/A+規(guī)范來編寫的（不想看英文版的移步Promise/A+規(guī)范中文翻譯）
引子
為了讓大家更容易理解，我們從一個場景開始講解易结，讓大家一步一步跟著思路思考枕荞，相信你一定會更容易看懂。
考慮下面一種獲取用戶id的請求處理
//例1
function getUserId() {
return new Promise(function(resolve) {
//異步請求
http.get(url, function(results) {
resolve(results.id)
})
})
}
getUserId().then(function(id) {
//一些處理
})
getUserId方法返回一個promise搞动，可以通過它的then方法注冊(注意注冊這個詞)在promise異步操作成功時執(zhí)行的回調躏精。這種執(zhí)行方式，使得異步調用變得十分順手鹦肿。
原理剖析
那么類似這種功能的Promise怎么實現(xiàn)呢矗烛？其實按照上面一句話，實現(xiàn)一個最基礎的雛形還是很easy的箩溃。
極簡promise雛形
function Promise(fn) {
var value = null,
callbacks = []; //callbacks為數(shù)組瞭吃，因為可能同時有很多個回調
this.then = function (onFulfilled) {
callbacks.push(onFulfilled);
};
function resolve(value) {
callbacks.forEach(function (callback) {
callback(value);
});
}
fn(resolve);
}
上述代碼很簡單，大致的邏輯是這樣的：
調用
then方法涣旨，將想要在Promise異步操作成功時執(zhí)行的回調放入callbacks隊列虱而，其實也就是注冊回調函數(shù)，可以向觀察者模式方向思考开泽；創(chuàng)建
Promise實例時傳入的函數(shù)會被賦予一個函數(shù)類型的參數(shù)牡拇，即resolve，它接收一個參數(shù)value穆律，代表異步操作返回的結果惠呼，當一步操作執(zhí)行成功后，用戶會調用resolve方法峦耘，這時候其實真正執(zhí)行的操作是將callbacks隊列中的回調一一執(zhí)行剔蹋；
可以結合例1中的代碼來看，首先new Promise時辅髓，傳給promise的函數(shù)發(fā)送異步請求泣崩，接著調用promise對象的then屬性少梁，注冊請求成功的回調函數(shù)，然后當異步請求發(fā)送成功時矫付，調用resolve(results.id)方法, 該方法執(zhí)行then方法注冊的回調數(shù)組凯沪。
相信仔細的人應該可以看出來，then方法應該能夠鏈式調用买优，但是上面的最基礎簡單的版本顯然無法支持鏈式調用妨马。想讓then方法支持鏈式調用，其實也是很簡單的：
this.then = function (onFulfilled) {
callbacks.push(onFulfilled);
return this;
};
see?只要簡單一句話就可以實現(xiàn)類似下面的鏈式調用：
// 例2
function getUserId() {
return new Promise(function (resolve) {
resolve(9876);
});
}
getUserId().then(function (id) {
// 一些處理
}).then(function (id) {
// 一些處理
});
加入延時機制
細心的同學應該發(fā)現(xiàn)杀赢，上述代碼可能還存在一個問題：如果在then方法注冊回調之前烘跺，resolve函數(shù)就執(zhí)行了，怎么辦脂崔？比如promise內(nèi)部的函數(shù)是同步函數(shù)：
// 例3
function getUserId() {
return new Promise(function (resolve) {
resolve(9876);
});
}
getUserId().then(function (id) {
// 一些處理
});
這顯然是不允許的滤淳，Promises/A+規(guī)范明確要求回調需要通過異步方式執(zhí)行，用以保證一致可靠的執(zhí)行順序砌左。因此我們要加入一些處理脖咐，保證在resolve執(zhí)行之前，then方法已經(jīng)注冊完所有的回調绊困。我們可以這樣改造下resolve函數(shù):
function resolve(value) {
setTimeout(function() {
callbacks.forEach(function (callback) {
callback(value);
});
}, 0)
}
上述代碼的思路也很簡單文搂，就是通過setTimeout機制适刀，將resolve中執(zhí)行回調的邏輯放置到JS任務隊列末尾秤朗，以保證在resolve執(zhí)行時，then方法的回調函數(shù)已經(jīng)注冊完成.
但是笔喉，這樣好像還存在一個問題取视，可以細想一下：如果Promise異步操作已經(jīng)成功，這時常挚，在異步操作成功之前注冊的回調都會執(zhí)行作谭，但是在Promise異步操作成功這之后調用的then注冊的回調就再也不會執(zhí)行了，這顯然不是我們想要的奄毡。
加入狀態(tài)
恩折欠，為了解決上一節(jié)拋出的問題，我們必須加入狀態(tài)機制吼过，也就是大家熟知的pending锐秦、fulfilled、rejected盗忱。
Promises/A+規(guī)范中的2.1Promise States中明確規(guī)定了酱床，pending可以轉化為fulfilled或rejected并且只能轉化一次，也就是說如果pending轉化到fulfilled狀態(tài)趟佃，那么就不能再轉化到rejected扇谣。并且fulfilled和rejected狀態(tài)只能由pending轉化而來昧捷，兩者之間不能互相轉換。一圖勝千言：
改進后的代碼是這樣的：
function Promise(fn) {
var state = 'pending',
value = null,
callbacks = [];
this.then = function (onFulfilled) {
if (state === 'pending') {
callbacks.push(onFulfilled);
return this;
}
onFulfilled(value);
return this;
};
function resolve(newValue) {
value = newValue;
state = 'fulfilled';
setTimeout(function () {
callbacks.forEach(function (callback) {
callback(value);
});
}, 0);
}
fn(resolve);
}
上述代碼的思路是這樣的：resolve執(zhí)行時罐寨，會將狀態(tài)設置為fulfilled靡挥，在此之后調用then添加的新回調，都會立即執(zhí)行衩茸。
這里沒有任何地方將state設為rejected芹血，為了讓大家聚焦在核心代碼上，這個問題后面會有一小節(jié)專門加入楞慈。
鏈式Promise
那么這里問題又來了幔烛，如果用戶再then函數(shù)里面注冊的仍然是一個Promise，該如何解決囊蓝？比如下面的例4：
// 例4
getUserId()
.then(getUserJobById)
.then(function (job) {
// 對job的處理
});
function getUserJobById(id) {
return new Promise(function (resolve) {
http.get(baseUrl + id, function(job) {
resolve(job);
});
});
}
這種場景相信用過promise的人都知道會有很多饿悬，那么類似這種就是所謂的鏈式Promise。
鏈式Promise是指在當前promise達到fulfilled狀態(tài)后聚霜，即開始進行下一個promise（后鄰promise）狡恬。那么我們?nèi)绾毋暯赢斍?code>promise和后鄰promise呢？（這是這里的難點）蝎宇。
其實也不是辣么難弟劲，只要在then方法里面return一個promise就好啦。Promises/A+規(guī)范中的2.2.7就是這么說噠(微笑臉)~
下面來看看這段暗藏玄機的then方法和resolve方法改造代碼：
function Promise(fn) {
var state = 'pending',
value = null,
callbacks = [];
this.then = function (onFulfilled) {
return new Promise(function (resolve) {
handle({
onFulfilled: onFulfilled || null,
resolve: resolve
});
});
};
function handle(callback) {
if (state === 'pending') {
callbacks.push(callback);
return;
}
//如果then中沒有傳遞任何東西
if(!callback.onFulfilled) {
callback.resolve(value);
return;
}
var ret = callback.onFulfilled(value);
callback.resolve(ret);
}
function resolve(newValue) {
if (newValue && (typeof newValue === 'object' || typeof newValue === 'function')) {
var then = newValue.then;
if (typeof then === 'function') {
then.call(newValue, resolve);
return;
}
}
state = 'fulfilled';
value = newValue;
setTimeout(function () {
callbacks.forEach(function (callback) {
handle(callback);
});
}, 0);
}
fn(resolve);
}
我們結合例4的代碼姥芥，分析下上面的代碼邏輯兔乞，為了方便閱讀，我把例4的代碼貼在這里：
// 例4
getUserId()
.then(getUserJobById)
.then(function (job) {
// 對job的處理
});
function getUserJobById(id) {
return new Promise(function (resolve) {
http.get(baseUrl + id, function(job) {
resolve(job);
});
});
}
then方法中凉唐，創(chuàng)建并返回了新的Promise實例庸追，這是串行Promise的基礎，并且支持鏈式調用台囱。handle方法是promise內(nèi)部的方法淡溯。then方法傳入的形參onFulfilled以及創(chuàng)建新Promise實例時傳入的resolve均被push到當前promise的callbacks隊列中，這是銜接當前promise和后鄰promise的關鍵所在（這里一定要好好的分析下handle的作用）簿训。getUserId生成的promise（簡稱getUserId promise）異步操作成功咱娶，執(zhí)行其內(nèi)部方法resolve，傳入的參數(shù)正是異步操作的結果id調用
handle方法處理callbacks隊列中的回調：getUserJobById方法强品，生成新的promise（getUserJobById promise）執(zhí)行之前由
getUserId promise的then方法生成的新promise(稱為bridge promise)的resolve方法膘侮，傳入?yún)?shù)為getUserJobById promise。這種情況下择懂，會將該resolve方法傳入getUserJobById promise的then方法中喻喳，并直接返回。在
getUserJobById promise異步操作成功時困曙，執(zhí)行其callbacks中的回調：getUserId bridge promise中的resolve方法-
最后執(zhí)行
getUserId bridge promise的后鄰promise的callbacks中的回調表伦。
更直白的可以看下面的圖谦去，一圖勝千言（都是根據(jù)自己的理解畫出來的，如有不對歡迎指正）：
失敗處理
在異步操作失敗時蹦哼，標記其狀態(tài)為rejected鳄哭，并執(zhí)行注冊的失敗回調:
//例5
function getUserId() {
return new Promise(function(resolve) {
//異步請求
http.get(url, function(error, results) {
if (error) {
reject(error);
}
resolve(results.id)
})
})
}
getUserId().then(function(id) {
//一些處理
}, function(error) {
console.log(error)
})
有了之前處理fulfilled狀態(tài)的經(jīng)驗，支持錯誤處理變得很容易,只需要在注冊回調纲熏、處理狀態(tài)變更上都要加入新的邏輯：
function Promise(fn) {
var state = 'pending',
value = null,
callbacks = [];
this.then = function (onFulfilled, onRejected) {
return new Promise(function (resolve, reject) {
handle({
onFulfilled: onFulfilled || null,
onRejected: onRejected || null,
resolve: resolve,
reject: reject
});
});
};
function handle(callback) {
if (state === 'pending') {
callbacks.push(callback);
return;
}
var cb = state === 'fulfilled' ? callback.onFulfilled : callback.onRejected,
ret;
if (cb === null) {
cb = state === 'fulfilled' ? callback.resolve : callback.reject;
cb(value);
return;
}
ret = cb(value);
callback.resolve(ret);
}
function resolve(newValue) {
if (newValue && (typeof newValue === 'object' || typeof newValue === 'function')) {
var then = newValue.then;
if (typeof then === 'function') {
then.call(newValue, resolve, reject);
return;
}
}
state = 'fulfilled';
value = newValue;
execute();
}
function reject(reason) {
state = 'rejected';
value = reason;
execute();
}
function execute() {
setTimeout(function () {
callbacks.forEach(function (callback) {
handle(callback);
});
}, 0);
}
fn(resolve, reject);
}
上述代碼增加了新的reject方法妆丘，供異步操作失敗時調用，同時抽出了resolve和reject共用的部分局劲，形成execute方法勺拣。
錯誤冒泡是上述代碼已經(jīng)支持，且非常實用的一個特性鱼填。在handle中發(fā)現(xiàn)沒有指定異步操作失敗的回調時药有，會直接將bridge promise(then函數(shù)返回的promise，后同)設為rejected狀態(tài)苹丸，如此達成執(zhí)行后續(xù)失敗回調的效果愤惰。這有利于簡化串行Promise的失敗處理成本，因為一組異步操作往往會對應一個實際功能赘理，失敗處理方法通常是一致的：
//例6
getUserId()
.then(getUserJobById)
.then(function (job) {
// 處理job
}, function (error) {
// getUserId或者getUerJobById時出現(xiàn)的錯誤
console.log(error);
});
異常處理
細心的同學會想到：如果在執(zhí)行成功回調宦言、失敗回調時代碼出錯怎么辦？對于這類異常商模，可以使用try-catch捕獲錯誤奠旺，并將bridge promise設為rejected狀態(tài)。handle方法改造如下：
function handle(callback) {
if (state === 'pending') {
callbacks.push(callback);
return;
}
var cb = state === 'fulfilled' ? callback.onFulfilled : callback.onRejected,
ret;
if (cb === null) {
cb = state === 'fulfilled' ? callback.resolve : callback.reject;
cb(value);
return;
}
try {
ret = cb(value);
callback.resolve(ret);
} catch (e) {
callback.reject(e);
}
}
如果在異步操作中阻桅，多次執(zhí)行resolve或者reject會重復處理后續(xù)回調凉倚，可以通過內(nèi)置一個標志位解決兼都。
總結
剛開始看promise源碼的時候總不能很好的理解then和resolve函數(shù)的運行機理嫂沉，但是如果你靜下心來，反過來根據(jù)執(zhí)行promise時的邏輯來推演扮碧，就不難理解了趟章。這里一定要注意的點是：promise里面的then函數(shù)僅僅是注冊了后續(xù)需要執(zhí)行的代碼，真正的執(zhí)行是在resolve方法里面執(zhí)行的慎王，理清了這層蚓土，再來分析源碼會省力的多。
現(xiàn)在回顧下Promise的實現(xiàn)過程赖淤，其主要使用了設計模式中的觀察者模式：
通過Promise.prototype.then和Promise.prototype.catch方法將觀察者方法注冊到被觀察者Promise對象中蜀漆，同時返回一個新的Promise對象，以便可以鏈式調用咱旱。
被觀察者管理內(nèi)部pending确丢、fulfilled和rejected的狀態(tài)轉變绷耍，同時通過構造函數(shù)中傳遞的resolve和reject方法以主動觸發(fā)狀態(tài)轉變和通知觀察者。
