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web前端面试题:你能读懂的Promise源码实现(手写代码)

web前端面试题:你能读懂的Promise源码实现(手写代码)

作者: 张培跃 | 来源:发表于2020-08-19 18:45 被阅读0次

    Promise是web前端工程师在面试的过程中很难绕过的一个坎。如果您目前处于对Promise一知半解,或仅仅是停留在可以使用的层面上,建议您跟着本文敲打练习一遍,相信您一定会有所收获!另外文章有点长……

    一、实现Promise以下功能:
    const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve("成功");
    })
    p1.then(value => {
        // 成功
        console.log(value);
    })
    
    const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
        reject("失败");
    })
    p2.then(undefined, reason => {
        // 失败
        console.log(reason);
    })
    
    const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
        throw "异常"
    })
    p3.then(undefined, reason => {
        // 异常
        console.log(reason);
    })
    
    1、根据上面的代码,我们不难推断出其基本的结构:
    /*
    * 创建一个构造函数 Promise
    * 该函数接收一个 executor 执行函数
    * */
    function Promise(executor) {
    
    }
    /*
    * 为 Promise 函数增加 then 方法;
    * then 方法接收两个类型为 function 的参数;
    * 第一个参数onResolved为成功时调用的函数;
    * 第二个参数onRejected为失败时调用的函数;
    * */
    Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {
    
    }
    
    2、Promise 对象存在三种状态:Pending(进行中)resolved(已成功)rejected(已失败)。我们可以将其设置为三个常量:
    // 进行中状态
    const _PENDING="pending";
    // 已成功状态
    const _RESOLVED="resolved";
    // 已失败状态
    const _REJECTED="rejected";
    
    3、我们在实例化Promise时,resolvereject函数将会得到执行,一旦执行其实例的状态会由pending更改为resolvedrejected,然后在原型对象方法then当中进行接收。所以我们要干以下几个事情:
    • 实例中创建两个属性statusvalue
    • 创建内部函数_resolve_reject用于更新statusvalue
    • 立即执行executor函数
    代码如下:
    function Promise(executor){
        /****** 1、实例中创建两个属性`status`与`value` ******/
        // 设置状态初始值为 pending
        this.status = _PENDING;
        // 设置初始值为 undefined
        this.value = undefined;
       /****** 2、创建内部函数`_resolve`与`_reject`用于更新`status`与`value` ******/
        // 成功时执行
        function _resolve(value) {
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _RESOLVED;
            // 保存成功的数据
            this.value = value;
        }
        // 失败时执行
        function _reject(reason) {
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _REJECTED;
            // 保存失败的数据
            this.value = reason;
        }
        /****** 3、立即执行`executor`函数 ******/
        try{
            // 立即执行 executor
            executor(_resolve.bind(this),_reject.bind(this))
        }catch (err) {
            _reject.call(this,err);
        }
    }
    
    4、我们需要在then函数内,根据实例的状态state来判断要执行onResolved成功函数,还是onRejected失败函数。Promise的核心then函数初始代码如下:
    Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
            case _RESOLVED:
                onResolved(this.value);
                break
            // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
            case _REJECTED:
                onRejected(this.value);
                break
        }
    }
    
    5、当前已完成代码如下:
    // 进行中状态
    const _PENDING="pending";
    // 已成功状态
    const _RESOLVED="resolved";
    // 已失败状态
    const _REJECTED="rejected";
    /*
    * 创建一个构造函数 Promise
    * 该函数接收一个 executor 执行函数
    * */
    function Promise(executor){
        // 设置状态初始值为 pending
        this.status = _PENDING;
        // 设置初始值为 undefined
        this.value = undefined;
        // 成功时执行
        function _resolve(value) {
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _RESOLVED;
            // 保存成功的数据
            this.value = value;
        }
        // 失败时执行
        function _reject(reason) {
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _REJECTED;
            // 保存失败的数据
            this.value = reason;
        }
        try{
            // 立即执行 executor
            executor(_resolve.bind(this),_reject.bind(this))
        }catch (err) {
            _reject.call(this,err);
        }
    }
    /*
    * 为 Promise 函数增加 then 方法;
    * then 方法接收两个类型为 function 的参数;
    * 第一个参数onResolved为成功时调用的函数;
    * 第二个参数onRejected为失败时调用的函数;
    * */
    Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
            case _RESOLVED:
                onResolved(this.value);
                break
            // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
            case _REJECTED:
                onRejected(this.value);
                break
        }
    }
    
    二、Promise的状态state只允许更改一次

    Promise即承诺,一旦承诺便会给予结果,且结果是不允许更改的。也就是说状态state一旦确定便不可更改。

    const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve("成功");
        reject("失败");
    })
    p1.then(value => {
        // 不会执行
        console.log(value);
    },reason=>{
        // 输出:失败
        console.log(reason);
    })
    

    以上代码正确的输出应该是成功,而我们自己封装的Promise输出结果却为失败!说明我们的statereject("失败")进行了二次更改,原因很简单:我们没有对当前的状态进行判断。
    所以我们要对_resolve_reject进行调整,分别在其函数体内增加对当前状态的判断,如果不是初始状态pending则不会继续更新状态及数据。
    在构造函数Promise中找到_resolve_reject函数,代码调整如下:

    // 成功时执行
    function _resolve(value) {
        // 如果为pending退出函数
        if (this.status !== "pending")
            return;
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _RESOLVED;
        // 保存成功的数据
        this.value = value;
    }
    // 失败时执行
    function _reject(reason) {
        // 如果为pending退出函数
        if (this.status !== "pending")
            return;
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _REJECTED;
        // 保存失败的数据
        this.value = reason;
    }
    

    接下来,再来执行最初的程序,输出为成功,说明状态只允许被更新一次了!

    三、then函数是异步的

    因为then函数是异步的,所以在正常情况下,以下代码的输出应该为:1 2 3。但是采用我们自己封装的Promise,其结果却为1 3 2。原因:我们并未对then函数进行异步的处理。

    const p = new Promise((resolve, reject) => {
        console.log(1);
        resolve("成功");
    })
    p.then(value=>{
        console.log(3);
        console.log()
    })
    console.log(2);
    

    接下来,进入到then函数中。我们只需要将执行回调的代码用setTimeout进行包裹即可:

    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    onResolved(this.value);
                })
                break
            // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    onRejected(this.value);
                })
                break
        }
    }
    

    再来执行,结果为1 2 3。问题顺利解决!

    四、完成Promise的连缀调用(核心)
    const p = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve("成功");
    })
    const result = p.then();
    // 输出status为 resolved 的 Promise 实例
    console.log(result);
    
    const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve("失败");
    })
    const result2 = p2.then();
    // 输出status为 resolved 的 Promise 实例
    console.log(result2);
    
    const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
        throw "异常"
    })
    const result3 = p3.then();
    // 输出status为 rejected 的 Promise 实例
    console.log(result3);
    
    1、正常情况下,上方代码不管成功与失败,then 函数的返回结果始终应该是一个Promise实例,且其状态均为resolved。如果出现异常报错,则返回的状态为rejected,如下:

    但是,我们目前的then函数是没有返回值的,所以我们只能得到一个undefined,并且由于我们未给予then函数相对应的参数(类型为函数),还给我们飘红报错了:Uncaught TypeError: onResolved is not a function

    所以接下来,我们要做三件事:1、验证参数是否为函数。 2、让then函数直接返回Promise 3、更改promise的状态:异常执行reject,其它均执行resolve

    • 验证参数是否为函数:
     // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
    onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
    onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => { throw error };
    
    • then函数返回promisethen函数完整代码如下:
    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
            onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
            onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
                throw error
            };
            switch (this.status) {
                // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
                case _RESOLVED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        onResolved(this.value);
                    });
                    break
                // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
                case _REJECTED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        onRejected(this.value);
                    });
                    break
            }
        })
    }
    
    • 更改Promise的状态:异常执行reject,其它均执行resolve,并传值。
    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
            onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
            onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
                throw error
            };
            switch (this.status) {
                // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
                case _RESOLVED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                        try {
                            onResolved(this.value);
                            // 无异常执行resolve
                            resolve(this.value);
                        } catch (err) {
                            // 出现异常,执行reject
                            reject(err);
                        }
                    });
                    break
                // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
                case _REJECTED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                        try {
                            onRejected(this.value);
                            // 无异常执行resolve
                            resolve(this.value);
                        } catch (err) {
                            // 出现异常,执行reject
                            reject(err);
                        }
                    });
                    break
            }
        })
    }
    

    接下来,通过咱们封装的程序,可以得到准确的数据了:


    2、我们知道then在其回调函数中返回非Promise的数据,最终得到的result是一个为resolved状态的Promise(成功的状态),倘若返回的是一个Promise数据,那么最终得到的便是该Promise的状态(成功或失败的状态),例如:
    const p = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve("成功");
    })
    const result = p.then(value=>{
        return "返回字符串"+value;
    });
    console.log("result",result);
    
    const result2 = p.then(value=>{
        return new Promise((resolve,reject)=>{
            resolve("成功的Promise")
        })
    });
    console.log("result2",result2);
    
    const result3 = p.then(value=>{
        return new Promise((resolve,reject)=>{
            reject("失败的Promise")
        })
    });
    console.log("result3",result3);
    

    应该是这样的结果:


    但是,通过我们自己封装的Promise得到的结果都是一样的:
    • 原因:没有在then函数中判断onResolvedonRejected返回类型。
    • 解决:判断onResolvedonRejected的返回结果是否为Promise,如果是Promise,则将其状态与then要返回的Promise状态设为一致。
    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
            onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
            onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
                throw error
            };
            switch (this.status) {
                // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
                case _RESOLVED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                        try {
                            let result = onResolved(this.value);
                            // 判断返回结果是否为Promise类型
                            if(result instanceof Promise){
                                // result.then(v => {
                                //     // 成功,修改返回的 Promise 状态为成功
                                //     resolve(v);
                                // }, r => {
                                //     // 失败,修改返回的 Promise 状态为失败
                                //     reject(r);
                                // });
    
                                // result 是 promise,下面这行代码是上方代码的简写形式
                                result.then(resolve,reject);
                            }else{
                                // 非Promise类型,将结果直接传递过去
                                resolve(result);
                            }
                        } catch (err) {
                            // 出现异常,执行reject
                            reject(err);
                        }
                    });
                    break
                // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
                case _REJECTED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                        try {
                            let result = onRejected(this.value);
                            // 判断返回结果是否为Promise类型
                            if(result instanceof Promise){
                                // result.then(v => {
                                //     // 成功,修改返回的 Promise 状态为成功
                                //     resolve(v);
                                // }, r => {
                                //     // 失败,修改返回的 Promise 状态为失败
                                //     reject(r);
                                // });
    
                                // result 是 promise,下面这行代码是上方代码的简写形式
                                result.then(resolve,reject);
                            }else{
                                // 非Promise类型,将结果直接传递过去
                                resolve(result);
                            }
                        } catch (err) {
                            // 出现异常,执行reject
                            reject(err);
                        }
                    });
                    break
            }
        })
    }
    

    结果:


    效果虽然出来了,但是这样的代码确实有些臃肿。所以我们要对其进行优化:不难发现两个case内的代码除了回调函数不同,其它都是一样的,所以我们可以将其进行封装,并将回调函数作为参数传递。封装优化后:
    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            /*
            * 参数 cb 的值为 onResolved 或 onRejected 函数
            *  */
            function _callback(cb) {
    
                // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                try {
                    let result = cb(this.value);
                    // 判断返回结果是否为Promise类型
                    if (result instanceof Promise) {
                        // result 是 promise,下面这行代码是上方代码的简写形式
                        result.then(resolve, reject);
                    } else {
                        // 非Promise类型,将结果直接传递过去
                        resolve(result);
                    }
                } catch (err) {
                    // 出现异常,执行reject
                    reject(err);
                }
            }
            // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
            onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
            onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
                throw error
            };
            switch (this.status) {
                // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
                case _RESOLVED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        _callback.call(this, onResolved);
                    });
                    break;
                // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
                case _REJECTED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        _callback.call(this, onRejected);
                    });
                    break;
            }
        })
    }
    
    3、程序写到这一步其实还隐藏着一个bug,如果我们采用连缀的形式会有问题,代码如下:
    let p1 = new Promise((resolve, reject) => {
        resolve('成功')
    }).then(value => {
        console.log("我会输出")
    }).then(value => {
        console.log("我不会输出")
    })
    

    正常来讲,两个then均会输出才对。而通过我们封装的Promise,只会将第一个输出。

    • 分析:因为我们现在的Promise是同步任务,所以当我们执行到第一个then的时候,当前Promise的状态已经确定为resolved。而当执行到第二个then的时候,此时的Promise是通过第一个then得到的,又因为在第一个then当中有setTimeout,使其变为了异步,所以会造成resolvereject不会立即调用,最终导致在执行第二个then时,当前Promisestatuspending。也就是说我们更改状态后,回调方法没有得到执行。如果此时我们将封装then函数当中的setTimeout移除掉,则会恢复正常,但将其移除掉封装也就失去了意义。
    • 解决:我们已经知道原因是当Promise的状态发生变化时,then函数的回调没有得到调用。所以我们需要在改变状态后调用即可。可状态更改完成之后我们又如何才可以执行回调?在这个时候我们可以在实例当中创建一个属性onCallBacks用于存放回调函数队列,然后在执行then函数时判断当前状态如果为pending则说明为异步任务,只需将回调函数放置到onCallBacks 属性中。这样当异步修改完状态后,我们就可以通过onCallBacks执行回调了。代码:
    • 在实例当中创建一个属性onCallBacks用于存放回调函数队列。
    // 添加回调函数队列
    this.onCallBacks = [];
    

    *在then 函数中判断当前状态为pending 时,将回调函数放置到 onCallBacks数组中。

    // 当状态为 pending 时,将要执行的回调函数放置到队列中,待状态更改完毕后再调用。
    case _PENDING:
        this.onCallBacks.push({
            onResolved() {
                //获取回调函数的执行结果
                _callback.call(this,onResolved);
            },
            onRejected() {
                _callback.call(this,onRejected);
            }
        });
        break;
    
    • 当异步修改完状态后,我们就可以通过onCallBacks 执行回调了。
    // 成功时执行
    function _resolve(value) {
        if (this.status !== "pending")
            return;
    
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _RESOLVED;
        // 保存成功的数据
        this.value = value;
        //检查回调数组中是否存在数据
        if (this.onCallBacks.length > 0) {
            // 异步执行
            setTimeout(() => {
                this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                    onCb.onResolved.call(this);
                });
            });
        }
    }
    // 失败时执行
    function _reject(reason) {
        if (this.status !== "pending")
            return;
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _REJECTED;
        // 保存失败的数据
        this.value = reason;
        //检查回调数组中是否存在数据
        if (this.onCallBacks.length > 0) {
            // 异步执行
            setTimeout(() => {
                this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                    onCb.onRejected.call(this);
                });
            });
        }
    }
    

    Promise完整代码如下:

    // 进行中状态
    const _PENDING = "pending";
    // 已成功状态
    const _RESOLVED = "resolved";
    // 已失败状态
    const _REJECTED = "rejected";
    /*
    * 创建一个构造函数 Promise
    * 该函数接收一个 executor 执行函数
    * */
    function Promise(executor) {
        // 设置状态初始值为 pending
        this.status = _PENDING;
        // 设置初始值为 undefined
        this.value = undefined;
        // 添加回调函数队列
        this.onCallBacks = [];
        // 成功时执行
        function _resolve(value) {
            if (this.status !== "pending")
                return;
    
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _RESOLVED;
            // 保存成功的数据
            this.value = value;
            //检查回调数组中是否存在数据
            if (this.onCallBacks.length > 0) {
                // 异步执行
                setTimeout(() => {
                    this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                        onCb.onResolved.call(this);
                    });
                });
            }
        }
        // 失败时执行
        function _reject(reason) {
            if (this.status !== "pending")
                return;
            // 修改 promise 对象的状态为 resolve
            this.status = _REJECTED;
            // 保存失败的数据
            this.value = reason;
            //检查回调数组中是否存在数据
            if (this.onCallBacks.length > 0) {
                // 异步执行
                setTimeout(() => {
                    this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                        onCb.onRejected.call(this);
                    });
                });
            }
        }
        try {
            // 立即执行 executor
            executor(_resolve.bind(this), _reject.bind(this))
        } catch (err) {
            _reject.call(this, err);
        }
    }
    
    /*
    * 为 Promise 函数增加 then 方法;
    * then 方法接收两个类型为 function 的参数;
    * 第一个参数 onResolved 为成功时调用的函数;
    * 第二个参数 onRejected 为失败时调用的函数;
    * */
    Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            /*
            * 参数 cb 的值为 onResolved 或 onRejected 函数
            *  */
            function _callback(cb) {
                // 增加try方法,如果出现异常,执行reject
                try {
                    let result = cb(this.value);
                    // 判断返回结果是否为Promise类型
                    if (result instanceof Promise) {
                        // result 是 promise,下面这行代码是上方代码的简写形式
                        result.then(resolve, reject);
                    } else {
                        // 非Promise类型,将结果直接传递过去
                        resolve(result);
                    }
                } catch (err) {
                    // 出现异常,执行reject
                    reject(err);
                }
            }
    
            // 防止使用者不传成功或失败回调函数,所以成功失败回调都给了默认回调函数
            onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
            onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
                throw error
            };
            switch (this.status) {
                // 当状态为resolve时,执行onResolved,并传递结果
                case _RESOLVED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        _callback.call(this, onResolved);
                    });
                    break;
                // 当状态为reject时,执行onRejected,并传递结果
                case _REJECTED:
                    // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                    setTimeout(() => {
                        _callback.call(this, onRejected);
                    });
                    break;
                // 当状态为 pending 时,将要执行的回调函数放置到队列中,待状态更改完毕后再调用。
                case _PENDING:
                    this.onCallBacks.push({
                        onResolved() {
                            //获取回调函数的执行结果
                            _callback.call(this,onResolved);
                        },
                        onRejected() {
                            _callback.call(this,onRejected);
                        }
                    });
                    break;
            }
        })
    }
    

    截止到目前,我们已经完成了Promise的链式调用。

    五、其它API
    // catch方法的封装
    Promise.prototype.catch = function (onRejected) {
        return this.then(undefined, onRejected);
    }
    // 函数对象 resolve 的封装
    Promise.resolve = function (value) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            if (value instanceof Promise) {
                value.then(resolve, reject);
            } else {
                resolve(value);
            }
        });
    }
    // 函数对象 reject 的封装
    Promise.reject = function (reason) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            reject(reason);
        })
    }
    //函数对象 all 的封装
    Promise.all = function (promises) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            let pValues = [];
            let flag = 0;
            for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
                promises[i].then(v => {
                    pValues[i] = v;
                    flag++;
                    if (flag >= promises.length) {
                        resolve(pValues);
                    }
                }, r => {
                    reject(r);
                })
            }
        });
    }
    // 函数对象 race
    Promise.race = function (promises) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            for(let i=0;i<promises.length;i++){
                promises[i].then(value=>{
                    resolve(value);
                }, reason=>{
                    reject(reason);
                })
            }
        });
    }
    

    —————END—————
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        本文标题:web前端面试题:你能读懂的Promise源码实现(手写代码)

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