前言

在異步編程中，Promise 扮演了舉足輕重的角色，比傳統的解決方案(回調函數和事件)更合理和更強大。可能有些小伙伴會有這樣的疑問：2020年了，怎么還在談論Promise?事實上，有些朋友對于這個幾乎每天都在打交道的“老朋友”，貌似全懂,但稍加深入就可能疑問百出，本文帶大家深入理解這個熟悉的陌生人—— Promise。

基本用法

1. 語法

new Promise( function(resolve, reject) {...} /* executor */  ) 

• 構建 Promise 對象時，需要傳入一個 executor 函數，主要業務流程都在 executor 函數中執行。
• Promise構造函數執行時立即調用executor 函數， resolve 和 reject 兩個函數作為參數傳遞給executor，resolve 和 reject 函數被調用時，分別將promise的狀態改為fulfilled(完成)或rejected(失敗)。一旦狀態改變，就不會再變，任何時候都可以得到這個結果。
• 在 executor 函數中調用 resolve 函數后，會觸發 promise.then 設置的回調函數;而調用 reject 函數后，會觸發 promise.catch 設置的回調函數。

值得注意的是，Promise 是用來管理異步編程的，它本身不是異步的，new Promise的時候會立即把executor函數執行，只不過我們一般會在executor函數中處理一個異步操作。比如下面代碼中，一開始是會先打印出2。

let p1 = new Promise(()=>{ 
    setTimeout(()=>{ 
      console.log(1) 
    },1000) 
    console.log(2) 
  }) 
console.log(3) // 2 3 1 

Promise 采用了回調函數延遲綁定技術，在執行 resolve 函數的時候，回調函數還沒有綁定，那么只能推遲回調函數的執行。這具體是啥意思呢?我們先來看下面的例子：

let p1 = new Promise((resolve,reject)=>{ 
  console.log(1); 
  resolve('浪里行舟') 
  console.log(2) 
}) 
// then:設置成功或者失敗后處理的方法 
p1.then(result=>{ 
 //p1延遲綁定回調函數 
  console.log('成功 '+result) 
},reason=>{ 
  console.log('失敗 '+reason) 
}) 
console.log(3) 
// 1 
// 2 
// 3 
// 成功 浪里行舟 

new Promise的時候先執行executor函數，打印出 1、2，Promise在執行resolve時，觸發微任務，還是繼續往下執行同步任務， 執行p1.then時，存儲起來兩個函數(此時這兩個函數還沒有執行),然后打印出3，此時同步任務執行完成，最后執行剛剛那個微任務，從而執行.then中成功的方法。

2. 錯誤處理

Promise 對象的錯誤具有“冒泡”性質，會一直向后傳遞，直到被 onReject 函數處理或 catch 語句捕獲為止。具備了這樣“冒泡”的特性后，就不需要在每個 Promise 對象中單獨捕獲異常了。

要遇到一個then，要執行成功或者失敗的方法，但如果此方法并沒有在當前then中被定義，則順延到下一個對應的函數：

function executor (resolve, reject) { 
  let rand = Math.random() 
  console.log(1) 
  console.log(rand) 
  if (rand > 0.5) { 
    resolve() 
  } else { 
    reject() 
  } 
} 
var p0 = new Promise(executor) 
var p1 = p0.then((value) => { 
  console.log('succeed-1') 
  return new Promise(executor) 
}) 
var p2 = p1.then((value) => { 
  console.log('succeed-2') 
  return new Promise(executor) 
}) 
p2.catch((error) => { 
  console.log('error', error) 
}) 
console.log(2) 

這段代碼有三個 Promise 對象：p0～p2。無論哪個對象里面拋出異常，都可以通過最后一個對象 p2.catch 來捕獲異常，通過這種方式可以將所有 Promise 對象的錯誤合并到一個函數來處理，這樣就解決了每個任務都需要單獨處理異常的問題。

通過這種方式，我們就消滅了嵌套調用和頻繁的錯誤處理，這樣使得我們寫出來的代碼更加優雅，更加符合人的線性思維。

3. Promise鏈式調用

我們都知道可以把多個Promise連接到一起來表示一系列異步驟。這種方式可以實現的關鍵在于以下兩個Promise 固有行為特性：

• 每次你對Promise調用then，它都會創建并返回一個新的Promise，我們可以將其鏈接起來;
• 不管從then調用的完成回調(第一個參數)返回的值是什么，它都會被自動設置為被鏈接Promise(第一點中的)的完成。

先通過下面的例子，來解釋一下剛剛這段話是什么意思，然后詳細介紹下鏈式調用的執行流程：

let p1=new Promise((resolve,reject)=>{ 
    resolve(100) // 決定了下個then中成功方法會被執行 
}) 
// 連接p1 
let p2=p1.then(result=>{ 
    console.log('成功1 '+result) 
    return Promise.reject(1)  
// 返回一個新的Promise實例，決定了當前實例是失敗的，所以決定下一個then中失敗方法會被執行 
},reason=>{ 
    console.log('失敗1 '+reason) 
    return 200 
}) 
// 連接p2  
let p3=p2.then(result=>{ 
    console.log('成功2 '+result) 
},reason=>{ 
    console.log('失敗2 '+reason) 
}) 
// 成功1 100 
// 失敗2 1 

我們通過返回 Promise.reject(1) ，完成了第一個調用then創建并返回的promise p2。p2的then調用在運行時會從return Promise.reject(1) 語句接受完成值。當然，p2.then又創建了另一個新的promise，可以用變量p3存儲。

new Promise出來的實例，成功或者失敗，取決于executor函數執行的時候，執行的是resolve還是reject決定的，或executor函數執行發生異常錯誤，這兩種情況都會把實例狀態改為失敗的。

p2執行then返回的新實例的狀態，決定下一個then中哪一個方法會被執行，有以下幾種情況：

• 不論是成功的方法執行，還是失敗的方法執行(then中的兩個方法)，凡是執行拋出了異常，則都會把實例的狀態改為失敗。
• 方法中如果返回一個新的Promise實例(比如上例中的Promise.reject(1))，返回這個實例的結果是成功還是失敗，也決定了當前實例是成功還是失敗。
• 剩下的情況基本上都是讓實例變為成功的狀態，上一個then中方法返回的結果會傳遞到下一個then的方法中。

我們再來看個例子：

new Promise(resolve=>{ 
    resolve(a) // 報錯  
// 這個executor函數執行發生異常錯誤，決定下個then失敗方法會被執行 
}).then(result=>{ 
    console.log(`成功：${result}`) 
    return result*10 
},reason=>{ 
    console.log(`失敗：${reason}`) 
// 執行這句時候，沒有發生異常或者返回一個失敗的Promise實例，所以下個then成功方法會被執行 
// 這里沒有return，最后會返回 undefined 
}).then(result=>{ 
    console.log(`成功：${result}`) 
},reason=>{ 
    console.log(`失敗：${reason}`) 
}) 
// 失敗：ReferenceError: a is not defined 
// 成功：undefined 

4. async & await

從上面一些例子，我們可以看出，雖然使用 Promise 能很好地解決回調地獄的問題，但是這種方式充滿了 Promise 的 then() 方法，如果處理流程比較復雜的話，那么整段代碼將充斥著 then，語義化不明顯，代碼不能很好地表示執行流程。

ES7中新增的異步編程方法，async/await的實現是基于 Promise的，簡單而言就是async 函數就是返回Promise對象，是generator的語法糖。很多人認為async/await是異步操作的終極解決方案：

• 語法簡潔，更像是同步代碼，也更符合普通的閱讀習慣;
• 改進JS中異步操作串行執行的代碼組織方式，減少callback的嵌套;
• Promise中不能自定義使用try/catch進行錯誤捕獲，但是在Async/await中可以像處理同步代碼處理錯誤。

不過也存在一些缺點，因為 await 將異步代碼改造成了同步代碼，如果多個異步代碼沒有依賴性卻使用了 await 會導致性能上的降低。

async function test() { 
  // 以下代碼沒有依賴性的話，完全可以使用 Promise.all 的方式 
  // 如果有依賴性的話，其實就是解決回調地獄的例子了 
  await fetch(url1) 
  await fetch(url2) 
  await fetch(url3) 
} 

觀察下面這段代碼，你能判斷出打印出來的內容是什么嗎?

let p1 = Promise.resolve(1) 
let p2 = new Promise(resolve => { 
  setTimeout(() => { 
    resolve(2) 
  }, 1000) 
}) 
async function fn() { 
  console.log(1) 
// 當代碼執行到此行（先把此行），構建一個異步的微任務 
// 等待promise返回結果，并且await下面的代碼也都被列到任務隊列中 
  let result1 = await p2 
  console.log(3) 
  let result2 = await p1 
  console.log(4) 
} 
fn() 
console.log(2) 
// 1 2 3 4 

如果 await 右側表達邏輯是個 promise，await會等待這個promise的返回結果，只有返回的狀態是resolved情況，才會把結果返回,如果promise是失敗狀態，則await不會接收其返回結果，await下面的代碼也不會在繼續執行。

let p1 = Promise.reject(100) 
async function fn1() { 
  let result = await p1 
  console.log(1) //這行代碼不會執行 
} 

我們再來看道比較復雜的題目：

console.log(1) 
setTimeout(()=>{console.log(2)},1000) 
async function fn(){ 
    console.log(3) 
    setTimeout(()=>{console.log(4)},20) 
    return Promise.reject() 
} 
async function run(){ 
    console.log(5) 
    await fn() 
    console.log(6) 
} 
run() 
//需要執行150ms左右 
for(let i=0;i<90000000;i++){} 
setTimeout(()=>{ 
    console.log(7) 
    new Promise(resolve=>{ 
        console.log(8) 
        resolve() 
    }).then(()=>{console.log(9)}) 
},0) 
console.log(10) 
// 1 5 3 10 4 7 8 9 2 

做這道題之前，讀者需明白：

• 基于微任務的技術有 MutationObserver、Promise 以及以 Promise 為基礎開發出來的很多其他的技術，本題中resolve()、await fn()都是微任務。
• 不管宏任務是否到達時間，以及放置的先后順序，每次主線程執行棧為空的時候，引擎會優先處理微任務隊列，處理完微任務隊列里的所有任務，再去處理宏任務。

接下來，我們一步一步分析：

• 首先執行同步代碼，輸出 1，遇見第一個setTimeout，將其回調放入任務隊列(宏任務)當中，繼續往下執行
• 運行run(),打印出 5，并往下執行，遇見 await fn()，將其放入任務隊列(微任務)
• await fn() 當前這一行代碼執行時，fn函數會立即執行的,打印出3，遇見第二個setTimeout，將其回調放入任務隊列(宏任務)，await fn() 下面的代碼需要等待返回Promise成功狀態才會執行，所以6是不會被打印的。
• 繼續往下執行，遇到for循環同步代碼，需要等150ms,雖然第二個setTimeout已經到達時間，但不會執行，遇見第三個setTimeout，將其回調放入任務隊列(宏任務)，然后打印出10。值得注意的是，這個定時器 推遲時間0毫秒實際上達不到的。根據HTML5標準，setTimeOut推遲執行的時間，最少是4毫秒。
• 同步代碼執行完畢，此時沒有微任務，就去執行宏任務，上面提到已經到點的setTimeout先執行，打印出4
• 然后執行下一個setTimeout的宏任務，所以先打印出7，new Promise的時候會立即把executor函數執行，打印出8，然后在執行resolve時，觸發微任務，于是打印出9
• 最后執行第一個setTimeout的宏任務，打印出2

常用的方法

1. Promise.resolve()

Promise.resolve(value)方法返回一個以給定值解析后的Promise 對象。Promise.resolve()等價于下面的寫法：

Promise.resolve('foo') 
// 等價于 
new Promise(resolve => resolve('foo')) 

Promise.resolve方法的參數分成四種情況。

(1)參數是一個 Promise 實例

如果參數是 Promise 實例，那么Promise.resolve將不做任何修改、原封不動地返回這個實例。

const p1 = new Promise(function (resolve, reject) { 
  setTimeout(() => reject(new Error('fail')), 3000) 
}) 
const p2 = new Promise(function (resolve, reject) { 
  setTimeout(() => resolve(p1), 1000) 
}) 
p2 
  .then(result => console.log(result)) 
  .catch(error => console.log(error)) 
// Error: fail 

上面代碼中，p1是一個 Promise，3 秒之后變為rejected。p2的狀態在 1 秒之后改變，resolve方法返回的是p1。由于p2返回的是另一個 Promise，導致p2自己的狀態無效了，由p1的狀態決定p2的狀態。所以，后面的then語句都變成針對后者(p1)。又過了 2 秒，p1變為rejected，導致觸發catch方法指定的回調函數。

(2)參數不是具有then方法的對象，或根本就不是對象

Promise.resolve("Success").then(function(value) { 
 // Promise.resolve方法的參數，會同時傳給回調函數。 
  console.log(value); // "Success" 
}, function(value) { 
  // 不會被調用 
}); 

(3)不帶有任何參數

Promise.resolve()方法允許調用時不帶參數，直接返回一個resolved狀態的 Promise 對象。如果希望得到一個 Promise 對象，比較方便的方法就是直接調用Promise.resolve()方法。

Promise.resolve().then(function () { 
  console.log('two'); 
}); 
console.log('one'); 
// one two 

(4)參數是一個thenable對象

thenable對象指的是具有then方法的對象,Promise.resolve方法會將這個對象轉為 Promise 對象，然后就立即執行thenable對象的then方法。

let thenable = { 
  then: function(resolve, reject) { 
    resolve(42); 
  } 
}; 
let p1 = Promise.resolve(thenable); 
p1.then(function(value) { 
  console.log(value);  // 42 
}); 

2. Promise.reject()

Promise.reject()方法返回一個帶有拒絕原因的Promise對象。

new Promise((resolve,reject) => { 
    reject(new Error("出錯了")); 
}); 
// 等價于 
 Promise.reject(new Error("出錯了"));   
 
// 使用方法 
Promise.reject(new Error("BOOM!")).catch(error => { 
    console.error(error); 
}); 

值得注意的是，調用resolve或reject以后，Promise 的使命就完成了，后繼操作應該放到then方法里面，而不應該直接寫在resolve或reject的后面。所以，最好在它們前面加上return語句，這樣就不會有意外。

new Promise((resolve, reject) => { 
  return reject(1); 
  // 后面的語句不會執行 
  console.log(2); 
}) 

3. Promise.all()

let p1 = Promise.resolve(1) 
let p2 = new Promise(resolve => { 
  setTimeout(() => { 
    resolve(2) 
  }, 1000) 
}) 
let p3 = Promise.resolve(3) 
Promise.all([p3, p2, p1]) 
  .then(result => { 
 // 返回的結果是按照Array中編寫實例的順序來 
    console.log(result) // [ 3, 2, 1 ] 
  }) 
  .catch(reason => { 
    console.log("失敗:reason") 
  }) 

Promise.all 生成并返回一個新的 Promise 對象，所以它可以使用 Promise 實例的所有方法。參數傳遞promise數組中所有的 Promise 對象都變為resolve的時候，該方法才會返回， 新創建的 Promise 則會使用這些 promise 的值。

如果參數中的任何一個promise為reject的話，則整個Promise.all調用會立即終止，并返回一個reject的新的 Promise 對象。

4. Promise.allSettled()

有時候，我們不關心異步操作的結果，只關心這些操作有沒有結束。這時，ES2020 引入Promise.allSettled()方法就很有用。如果沒有這個方法，想要確保所有操作都結束，就很麻煩。Promise.all()方法無法做到這一點。

假如有這樣的場景：一個頁面有三個區域，分別對應三個獨立的接口數據，使用 Promise.all 來并發請求三個接口，如果其中任意一個接口出現異常，狀態是reject,這會導致頁面中該三個區域數據全都無法出來，顯然這種狀況我們是無法接受，Promise.allSettled的出現就可以解決這個痛點：

Promise.allSettled([ 
  Promise.reject({ code: 500, msg: '服務異常' }), 
  Promise.resolve({ code: 200, list: [] }), 
  Promise.resolve({ code: 200, list: [] }) 
]).then(res => { 
  console.log(res) 
  /* 
    0: {status: "rejected", reason: {…}} 
    1: {status: "fulfilled", value: {…}} 
    2: {status: "fulfilled", value: {…}} 
  */ 
  // 過濾掉 rejected 狀態，盡可能多的保證頁面區域數據渲染 
  RenderContent( 
    res.filter(el => { 
      return el.status !== 'rejected' 
    }) 
  ) 
}) 

Promise.allSettled跟Promise.all類似, 其參數接受一個Promise的數組, 返回一個新的Promise, 唯一的不同在于, 它不會進行短路, 也就是說當Promise全部處理完成后,我們可以拿到每個Promise的狀態, 而不管是否處理成功。

5. Promise.race()

Promise.all()方法的效果是"誰跑的慢，以誰為準執行回調"，那么相對的就有另一個方法"誰跑的快，以誰為準執行回調"，這就是Promise.race()方法，這個詞本來就是賽跑的意思。race的用法與all一樣，接收一個promise對象數組為參數。

Promise.all在接收到的所有的對象promise都變為FulFilled或者Rejected狀態之后才會繼續進行后面的處理，與之相對的是Promise.race只要有一個promise對象進入FulFilled或者Rejected狀態的話，就會繼續進行后面的處理。

// `delay`毫秒后執行resolve 
function timerPromisefy(delay) { 
    return new Promise(resolve => { 
        setTimeout(() => { 
            resolve(delay); 
        }, delay); 
    }); 
} 
// 任何一個promise變為resolve或reject的話程序就停止運行 
Promise.race([ 
    timerPromisefy(1), 
    timerPromisefy(32), 
    timerPromisefy(64) 
]).then(function (value) { 
    console.log(value);    // => 1 
}); 

上面的代碼創建了3個promise對象，這些promise對象會分別在1ms、32ms 和 64ms后變為確定狀態，即FulFilled，并且在第一個變為確定狀態的1ms后，.then注冊的回調函數就會被調用。

6. Promise.prototype.finally()

ES9 新增 finally() 方法返回一個Promise。在promise結束時，無論結果是fulfilled或者是rejected，都會執行指定的回調函數。這為在Promise是否成功完成后都需要執行的代碼提供了一種方式。這避免了同樣的語句需要在then()和catch()中各寫一次的情況。

比如我們發送請求之前會出現一個loading，當我們請求發送完成之后，不管請求有沒有出錯，我們都希望關掉這個loading。

this.loading = true 
request() 
  .then((res) => { 
    // do something 
  }) 
  .catch(() => { 
    // log err 
  }) 
  .finally(() => { 
    this.loading = false 
  }) 

finally方法的回調函數不接受任何參數，這表明，finally方法里面的操作，應該是與狀態無關的，不依賴于 Promise 的執行結果。

實際應用

假設有這樣一個需求：紅燈 3s 亮一次，綠燈 1s 亮一次，黃燈 2s 亮一次;如何讓三個燈不斷交替重復亮燈?三個亮燈函數已經存在：

function red() { 
    console.log('red'); 
} 
function green() { 
    console.log('green'); 
} 
function yellow() { 
    console.log('yellow'); 
} 

這道題復雜的地方在于需要“交替重復”亮燈，而不是亮完一遍就結束的一錘子買賣，我們可以通過遞歸來實現：

// 用 promise 實現 
let task = (timer, light) => { 
  return new Promise((resolve, reject) => { 
    setTimeout(() => { 
      if (light === 'red') { 
        red() 
      } 
      if (light === 'green') { 
        green() 
      } 
      if (light === 'yellow') { 
        yellow() 
      } 
      resolve() 
    }, timer); 
  }) 
} 
let step = () => { 
  task(3000, 'red') 
    .then(() => task(1000, 'green')) 
    .then(() => task(2000, 'yellow')) 
    .then(step) 
} 
step() 

同樣也可以通過async/await 的實現：

//  async/await 實現 
let step = async () => { 
  await task(3000, 'red') 
  await task(1000, 'green') 
  await task(2000, 'yellow') 
  step() 
} 
step() 

使用 async/await 可以實現用同步代碼的風格來編寫異步代碼,毫無疑問，還是 async/await 的方案更加直觀，不過深入理解Promise 是掌握async/await的基礎。