JavaScript中的Promise使用详解

许多的语言,为了将异步模式处理得更像平常的顺序,都包含一种有趣的方案库,它们被称之为promises,deferreds,或者futures。JavaScript的promises ,可以促进关注点分离,以代替紧密耦合的接口。 本文讲的是基于Promises/A 标准的JavaScript promises。[http://wiki.commonjs.org/wiki/Promises/A]

Promise的用例:

  • 执行规则
  • 多个远程验证
  • 超时处理
  • 远程数据请求
  • 动画
  • 将事件逻辑从应用逻辑中解耦
  • 消除回调函数的恐怖三角
  • 控制并行的异步操作

JavaScript promise是一个承诺将在未来返回值的对象。是具有良好定义的行为的数据对象。promise有三种可能的状态:

  1. Pending(待定)
  2. Rejected(拒绝)
  3. Resolved(已完成)

一个已经拒绝或者完成的承诺属于已经解决的。一个承诺只能从待定状态变成已经解决的状态。之后,承诺的状态就不变了。承诺可以在它对应的处理完成之后很久还存在。也就是说,我们可以多次取得处理结果。我们通过调用promise.then()来取得结果,这个函数一直到承诺对应的处理结束才会返回。我们可以灵活的串联起一堆承诺。这些串联起来的“then”函数应该返回一个新的承诺或者最早的那个承诺。
通过这个样式,我们可以像写同步代码一样来写非同步代码。主要是通过组合承诺来实现:

  • 堆栈式任务:多处散落在代码中的,对应同一个承诺。
  • 并行任务:多个承诺返回同一个承诺。
  • 串行任务:一个承诺,然后接着执行另一个承诺。
  • 上面几种的组合。

为什么要这么麻烦?只用基本的回调函数不行吗?

回调函数的问题

回调函数适合简单的重复性事件,例如根据点击来让一个表单有效,或者保存一个REST调用的结果。回调函数还会使代码形成一个链,一个回调函数调用一个REST函数,并为REST函数设置一个新的回调函数,这个新的回调函数再调用另一个REST函数,依此类推。代码的横向增长大于纵向的增长。回调函数看起来很简单,直到我们需要一个结果,而且是立刻就要,马上就用在下一行的计算中。

'use strict';
var i = 0;
function log(data) {console.log('%d %s', ++i, data); };

function validate() {
  log("Wait for it ...");
  // Sequence of four Long-running async activities
  setTimeout(function () {
   log('result first');
   setTimeout(function () {
     log('result second');
     setTimeout(function () {
      log('result third');
      setTimeout(function () {
        log('result fourth')
      }, 1000);
     }, 1000);
   }, 1000);
  }, 1000);

};
validate();

我使用timeout来模拟异步操作。管理异常的方法是痛苦的,很容易玩漏下游行为。当我们编写回调,那么代码组织变得混乱。图2显示了一个模拟验证流可以运行在NodeJS REPL。在下一节,我们将从pyramid-of-doom模式迁移到一个连续的promise。

Figure

'use strict';
var i = 0;
function log(data) {console.log('%d %s', ++i, data); };

// Asynchronous fn executes a callback result fn
function async(arg, callBack) {
  setTimeout(function(){
   log('result ' + arg);
   callBack();
  }, 1000);
};

function validate() {
  log("Wait for it ...");
  // Sequence of four Long-running async activities
  async('first', function () {
   async('second',function () {
     async('third', function () {
      async('fourth', function () {});
     });
   });
  });
};
validate();

在NodeJS REPL执行的结果

$ node scripts/examp2b.js
1 Wait for it ...
2 result first
3 result second
4 result third
5 result fourth
$

我曾经遇到一个AngularJS动态验证的情况,根据对应表的值,动态的限制表单项的值。限制项的有效值范围被定义在REST服务上。

我写了一个调度器,根据请求的值,去操作函数栈,以避免回调嵌套。调度器从栈中弹出函数并执行。函数的回调会在结束时重新调用调度器,直到栈被清空。每次回调都记录所有从远程验证调用返回的验证错误。

我认为我写的玩意儿是一种反模式。如果我用Angular的$http调用提供的promise,在整个验证过程中我的思维会更近似线性形式,就像同步编程。平展的promise链是可读的。继续...
 
使用Promises

其中采用了kew promise库。Q库同样适用。要使用该库,首先使用npm将kew库导入到NodeJS,然后加载代码到NodeJS REPL。

Figure

'use strict';
var Q = require('kew');
var i = 0;

function log(data) {console.log('%d %s', ++i, data); };

// Asynchronous fn returns a promise
function async(arg) {
  var deferred = Q.defer();
  setTimeout(function () {
    deferred.resolve('result ' + arg);\
  }, 1000);
  return deferred.promise;
};

// Flattened promise chain
function validate() {
  log("Wait for it ...");
  async('first').then(function(resp){
    log(resp);
    return async('second');
  })
  .then(function(resp){
    log(resp);
    return async('third')
  })
  .then(function(resp){
    log(resp);
    return async('fourth');
  })
  .then(function(resp){
    log(resp);
  }).fail(log);
};
validate();

输出和使用嵌套回调时相同:

$ node scripts/examp2-pflat.js
1 Wait for it ...
2 result first
3 result second
4 result third
5 result fourth
$

该代码稍微“长高”了,但我认为更易于理解和修改。更易于加上适当的错误处理。在链的末尾调用fail用于捕获链中错误,但我也可以在任何一个then里面提供一个reject的处理函数做相应的处理。

服务器 或 浏览器

Promises在浏览器中就像在NodeJS服务器中一样有效。下面的地址, http://jsfiddle.net/mauget/DnQDx/,指向JSFiddle的一个展示如何使用一个promise的web页面。 JSFiddle所有的代码是可修改的。我故意操作随意动作。你可以试几次得到相反的结果。它是可以直接扩展到多个promise链, 就像前面NodeJS例子。

并行 Promises

考虑一个异步操作喂养另一个异步操作。让后者包括三个并行异步行为,反过来,喂最后一个行动。只有当所有平行的子请求通过才能通过。这是灵感来自偶遇一打MongoDB操作。有些是合格的并行操作。我实现了promises的流流程图。

我们怎么会模拟那些在该图中心行的并行promises?关键是,最大的promise库有一个全功能,它产生一个包含一组子promises的父promie。当所有的子promises通过,父promise通过。如果有一个子promise拒绝,父promise拒绝。

让十个并行的promises每个都包含一个文字promise。只有当十个子类通过或如果任何子类拒绝,最后的then方法才能完成。

Figure

var promiseVals = ['To ', 'be, ', 'or ',
  'not ', 'to ', 'be, ', 'that ',
  'is ', 'the ', 'question.'];

var startParallelActions = function (){
  var promises = [];

  // Make an asynchronous action from each literal
  promiseVals.forEach(function(value){
    promises.push(makeAPromise(value));
  });

  // Consolidate all promises into a promise of promises
  return Q.all(promises);
};

startParallelActions ().then( . . .

下面的地址, http://jsfiddle.net/mauget/XKCy2/,针对JSFiddle在浏览器中运行十个并行promises,随机的拒绝或通过。这里有完整的代码用于检查和变化if条件。重新运行,直到你得到一个相反的完成。

孕育 Promise

许多api返回的promise都有一个then函数——他们是thenable。通常我只是通过then处理thenable函数的结果。然而,$q,mpromise,和kew库拥有同样的API用于创建,拒绝,或者通过promise。这里有API文档链接到每个库的引用部分。我通常不需要构造一个promise,除了本文中的包装promise的未知描述和timeout函数。请参考哪些我创建的promises。

Promise库互操作

大多数JavaScript promise库在then级别进行互操作。你可以从一个外部的promise创建一个promise,因为promise可以包装任何类型的值。then可以支持跨库工作。除了then,其他的promise函数则可能不同。如果你需要一个你的库不包含的函数,你可以将一个基于你的库的promise包装到一个新的,基于含有你所需函数的库创建的promise里面。例如,JQuery的promise有时为人所诟病。那么你可以将其包装到Q,$q,mpromise,或者kew库的promise中进行操作。
 
结语

现在我写了这篇文章,而一年前我却是犹豫要不要拥抱promise的那个。我只是单纯地想完成一项工作。 我不想学习新的API,或是打破我原来的代码(因为误解了promise)。我曾经如此错误地认为!当我下了一点注时,就轻易就赢得了可喜的成果。

在这篇文章中,我已经简单给出了一个单一的promise,promise链,和一个并行的promise的promise的的例子。 Promises不难使用。如果我可以使用它们,任何人都可以。 要查看完整的概念,我支持你点击专家写的参考指南。从Promises/A 的参考开始,从事实上的标准JavaScript的Promise 开始。

时间: 2015-06-21

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JavaScript Promise 用法

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举例详解JavaScript中Promise的使用

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理解JavaScript中Promise的使用

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详细解读JavaScript编程中的Promise使用

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