Promise静态四兄弟实现示例详解

目录

• 前言
• Promise.all
• 基础学习
• Iterator 接口参数
• 思路分析
• 源码实现
• Promise.allSettled
• 基础学习
• 思路分析
• 源码实现
• Promise.race
• 基础学习
• 思路分析
• 源码实现
• Promise.any
• 基础学习
• 思路分析
• 源码实现

前言

恰逢 Promise 也有四个很像的静态三兄弟(Promise.all、Promise.allSettled、Promise.race、Promise.any)，它们接受的参数类型相同，但各自逻辑处理不同，它们具体会有什么区别那？别急，下面等小包慢慢道来。

在文章的开始，小包先给大家提出几个问题:

• Promise.all 与 Promise.allSettled 有啥区别啊?
• Promise.race 的运行机制? Promise.any 呐，两者有啥区别?
• 四兄弟只能接受数组作为参数吗?
• 四兄弟方法我们应该如何优雅完美的实现?

Promise.all

Promise.all 在目前手写题中热度频度应该是 top5 级别的，所以我们要深刻掌握 Promise.all 方法。下面首先来简单回顾一下 all 方法。

基础学习

Promise.all 方法类似于一群兄弟们并肩前行，参数可以类比为一群兄弟，只有当兄弟全部快乐，all 老大才会收获快乐；只要有一个兄弟不快乐，老大就不会快乐。

Promise.all() 方法用于将多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。

const p = Promise.all([p1, p2, p3]);

Promise.all 方法接受一个数组做参数，p1、p2、p3 都是 Promise 实例。如果不是 Promise 实例，则会先调用 Promise.resolve 方法将参数先转化为 Promise 实例，之后进行下一步处理。

返回值 p 的状态由 p1、p2、p3 决定，可以分成两种情况:

• 只有 p1、p2、p3 的状态都变成 fulfilled ，p 的状态才会变成 fulfilled ，此时 p1、p2、p3 的返回值组成一个数组，传递给 p 的回调函数。
• 只要 p1、p2、p3 之中有一个被 rejected ，p 的状态就变成 rejected ，此时第一个被 reject 的实例的返回值，会传递给 p 的回调函数。

// 模拟异步的promise
const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve(1);
  }, 1000);
});
// 普通promise
const p2 = Promise.resolve(2);
// 常数值
const p3 = 3;
// 失败的promise
const p4 = Promise.reject("error");
// 异步失败的promise
const p5 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    reject("TypeError");
  }, 1000);
});
// 1. promise全部成功
Promise.all([p1, p2, p3])
  .then((data) => console.log(data)) // [1, 2, 3]
  .catch((error) => console.log(error));
// 2. 存在失败的promise
Promise.all([p1, p2, p3, p4])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error
// 3. 存在多个失败的promise
Promise.all([p1, p2, p3, p4, p5])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error

从上面案例的输出中，我们可以得出下列结论:

• p 状态由参数执行结果决定，全部成功则返回成功，存有一个失败则失败
• 参数为非 Promise 实例，会通过 Promise.resolve 转化成 Promise 实例
• 成功后返回一个数组，数组内数据按照参数顺序排列
• 短路效应: 只会返回第一个失败信息

Iterator 接口参数

《ES6 入门教程》还指出: Promise.all 方法可以不是数组，但必须具有 Iterator 接口，且返回的每个成员都是 Promise 实例

说实话，加粗部分小包是没能完全理解的，难道 Promise.all 使用 Iterator 类型时，要求迭代项都是 Promise 实例吗？我们以 String 类型为例，看 Promise.all 是否可以支持迭代项为非 Promise 实例。

//  ['x', 'i', 'a', 'o', 'b', 'a', 'o']
Promise.all("xiaobao").then((data) => console.log(data));

可见 Promise 对 Iterator 类型的处理与数组相同，如果参数不是 Promise 实例，会先调用 Promise.all 转化为 Promise 实例。

思路分析

• Promise.all 会返回一个新 Promise 对象

Promise.all = function (promises) {
  return new Promise((resolve, reject) => {});
};

• (亮点) all 方法参数可以是数组，同样也可以是 Iterator 类型，因此应该使用 for of 循环进行遍历。

Promise.all = function (promises) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    for (let p of promises) {
    }
  });
};

• 某些参数有可能未必是 Promise 类型，因此参数使用前先通过 Promise.resolve 转换

Promise.all = function (promises) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    for (let p of promises) {
      // 保证所有的参数为 promise 实例，然后执行后续操作
      Promise.resolve(p).then((data) => {
        //...
      });
    }
  });
};

• Iterator 类型我们是无法得知迭代深度，因此我们要维护一个 count 用来记录 promise 总数，同时维护 fulfilledCount 代表完成的 promise 数，当 count === fulfilledCount ，代表所有传入的 Promise 执行成功，返回数据。

Promise.all = function (promises) {
  let count = 0; // promise总数
  let fulfilledCount = 0; // 完成的promise数
  return new Promise((resolve, reject) => {
    for (let p of promises) {
      count++; // promise总数 + 1
      Promise.resolve(p).then((data) => {
        fulfilledCount++; // 完成的promise数量+1
        if (count === fulfilledCount) {
          // 代表最后一个promise完成了
          resolve();
        }
      });
    }
  });
};

有可能有的读者会好奇，为啥 count === fulfilledCount 可以判断所有的 promise 都完成了呐?

Promise.then 方法是 microTasks(微任务)，当同步任务执行完毕后，Event Loop 才会去执行 microTasks。count++ 位于同步代码部分，因此在执行 promise.then 方法之前，已经成功的计算出 promise 的总数。

然后依次执行 promise.then 方法，fulfilledCount 增加，当 count === fulfilledCount 说明所有的 promise 都已经成功完成了。

• 返回数据的顺序应该是 all 方法中比较难处理的部分。

• 创建一个数组 result 存储所有 promise 成功的数据
• 在 for of 循环中，使用 let 变量定义 i，其值等于当前的遍历索引
• let 定义的变量不会发生变量提升，因此我们直接令 result[i] 为 promise 成功数据，这样就可以实现按参数输入顺序输出结果

Promise.all = function (promises) {
  const result = []; // 存储promise成功数据
  let count = 0;
  let fulfilledCount = 0;
  return new Promise((resolve, reject) => {
    for (let p of promises) {
      // i为遍历的第几个promise
      // 使用let避免形成闭包问题
      let i = count;
      count++;
      // 保证所有的参数为 promise 实例，然后执行后续操作
      Promise.resolve(p).then((data) => {
        fulfilledCount++;
        // 将第i个promise成功数据赋值给对应位置
        result[i] = data;
        if (count === fulfilledCount) {
          // 代表最后一个promise完成了
          // 返回result数组
          resolve(result);
        }
      });
    }
  });
};

• 处理一下边界情况
  • 某个 promise 失败——直接调用 reject 即可
  • 传入 promise 数量为 0 ——返回空数组(规范规定)
  • 代码执行过程抛出异常 —— 返回错误信息

// 多余代码省略
Promise.all = function (promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 3.捕获代码执行中的异常
        try{
            for (let p of promises) {
                Promise.resolve(p).then(data => {}
                                .catch(reject);  // 1.直接调用reject函数返回失败原因
                })
            }
            // 2.传入promise数量为0
            if (count === 0) {
                resolve(result)
            }
        } catch(error) {
            reject(error)
        }
    })
}

源码实现

我们把上面的代码汇总一下，加上详细的注释，同时测试一下手写 Promise.all 是否成功。

Promise.all = function (promises) {
  const result = []; // 存储promise成功数据
  let count = 0; // promise总数
  let fulfilledCount = 0; //完成promise数量
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // 捕获代码执行中的异常
    try {
      for (let p of promises) {
        // i为遍历的第几个promise
        // 使用let避免形成闭包问题
        let i = count;
        count++; // promise总数 + 1
        Promise.resolve(p)
          .then((data) => {
            fulfilledCount++; // 完成的promise数量+1
            // 将第i个promise成功数据赋值给对应位置
            result[i] = data;
            if (count === fulfilledCount) {
              // 代表最后一个promise完成了
              // 返回result数组
              resolve(result);
            }
          })
          .catch(reject);
        // 传入promise数量为0
        if (count === 0) {
          resolve(result); // 返回空数组
        }
      }
    } catch (error) {
      reject(error);
    }
  });
};

测试代码(使用案例中的测试代码，附加 Iterator 类型 Stirng):

// 1. promise全部成功
Promise.all([p1, p2, p3])
  .then((data) => console.log(data)) // [1, 2, 3]
  .catch((error) => console.log(error));
// 2. 存在失败的promise
Promise.all([p1, p2, p3, p4])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error
// 3. 存在多个失败的promise
Promise.all([p1, p2, p3, p4, p5])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error
// 4. String 类型
Promise.all("zcxiaobao").then((data) => console.log(data));
// ['z', 'c', 'x', 'i', 'a', 'o', 'b', 'a', 'o']

Promise.allSettled

基础学习

不是每群兄弟们都会碰到好老大(all 方法)，allSettled 方法他并不管兄弟们的死活，他只管兄弟们是否做了，而他的任务就是把所有兄弟的结果返回。

Promise.allSettled() 方法接受一个数组作为参数，数组的每个成员都是一个 Promise 对象，并返回一个新的 Promise 对象。只有等到参数数组的所有 Promise 对象都发生状态变更（不管是 fulfilled 还是 rejected），返回的 Promise 对象才会发生状态变更。

还是以上面的例子为例，我们来看一下与 Promise.all 方法有啥不同。

// 1. promise 全部成功
Promise.allSettled([p1, p2, p3])
  .then((data) => console.log(data)) // [1, 2, 3]
  .catch((error) => console.log(error));
// 2. 存在失败的 promise
Promise.allSettled([p1, p2, p3, p4])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error
// 3. 存在多个失败的 promise
Promise.allSettled([p1, p2, p3, p4, p5])
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((error) => console.log(error)); // error
// 4. 传入 String 类型
Promise.allSettled("zc").then((data) => console.log(data));

从输出结果我们可以发现:

• allSettled 方法只会成功，不会失败
• 返回结果每个成员为对象，对象的格式固定
  • 如果 promise 成功，对象属性值 status: fulfilled，value 记录成功值
  • 如果 promise 失败，对象属性值 status: rejected，reason 记录失败原因。
• allSettled 方法也可以接受 Iterator 类型参数

思路分析

allSettled 方法与 all 方法最大的区别在于两点:

• allSettled 方法没有失败情况
• allSettled 方法返回有固定格式

我们可以围绕这两点改造 all 方法。

all 方法我们是通过计算成功数量来判断是否终结，allSettled 方法不计较成功失败，因此我们需要计算成功/失败总数量即可。

在累加完成总数量的过程中，分情况构造 allSettled 所需要的数据格式: 成功时压入成功格式，失败时压入失败格式。

源码实现

由于有了 all 方法手写的基础，上面就不一步一步啰嗦的实现了。

Promise.allSettled = function (promises) {
  const result = [];
  let count = 0;
  let totalCount = 0; //完成promise数量
  return new Promise((resolve, reject) => {
    try {
      for (let p of promises) {
        let i = count;
        count++; // promise总数 + 1
        Promise.resolve(p)
          .then((res) => {
            totalCount++;
            // 成功时返回成功格式数据
            result[i] = {
              status: "fulfilled",
              value: res,
            };
            // 执行完成
            if (count === totalCount) {
              resolve(result);
            }
          })
          .catch((error) => {
            totalCount++;
            // 失败时返回失败格式数据
            result[i] = {
              status: "rejected",
              reason: error,
            };
            // 执行完成
            if (count === totalCount) {
              resolve(result);
            }
          });
        if (count === 0) {
          resolve(result);
        }
      }
    } catch (error) {
      reject(error);
    }
  });
};

Promise.race

基础学习

race 方法形象化来讲就是赛跑机制，只认第一名，不管是成功的第一还是失败的第一。

Promise.race() 方法同样是接收多个 Promise 实例，包装成一个新的 Promise 实例。

const p = Promise.race([p1, p2, p3]);

上面案例中，只要 p1、p2、p3 之中有一个实例率先改变状态，p 的状态就跟着改变。那个率先改变的 Promise 实例的返回值，就传递给 p 的回调函数。

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(()=> {
        resolve(1)
    },1000)
})
const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(()=> {
        reject(2)
    },2000)
})
const p3 = 3;
// 成功在先，失败在后
Promise.race([p1, p2]).then(res => {console.log(res)}) // 1
// 同步在先，异步在后
Promise.race([p1, p3]).then(res => console.log(res)) // 3
// String
Promise.race('zc').then(res => console.log(res)) // z

思路分析

race 方法就没有那么多弯弯绕绕了，只要某个 promise 改变状态就返回其对应结果。

因此我们只需监听每个 promise 的 then 与 catch 方法，当发生状态改变，直接调用 resolve 和 reject 方法即可。

源码实现

Promise.race(promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        for (let p of promises) {
            // Promise.resolve将p进行转化，防止传入非Promise实例
            // race执行机制为那个实例发生状态改变，则返回其对应结果
            // 因此监听
            Promise.resolve(p).then(resolve).catch(reject);
        }
    })
}

Promise.any

基础学习

any 方法形象化来说是天选唯一，只要第一个成功者。如果全部失败了，就返回失败情况。

ES2021 引入了 Promise.any() 方法。该方法接受一组 Promise 实例作为参数，包装成一个新的 Promise 实例返回。

any 方法与 race 方法很像，也存在短路特性，只要有一个实例变成 fulfilled 状态，就会返回成功的结果；如果全部失败，则返回失败情况。

// 成功的promise
const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(()=> {
        resolve(1)
    },1000)
})
// 失败的promise
const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(()=> {
        reject(2)
    },2000)
})
//失败的promise
const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
    reject(3)
})
// 存在一个成功的promise
Promise.any([p1,p2]).then(res => console.log(res))// 1
// 全部失败的promise
Promise.any([p2,p3]).then(res => console.log(res))
                    .catch(error => console.log(error)) // AggregateError: All promises were rejected
// String类型
Promise.any('zc').then(res => console.log(res)) // z

通过上述输出结果我们可以发现:

• any 方法也可以接受 Iterator 格式参数
• 当一个 promise 实例转变为 fulfilled 时，any 返回成功的 promise ，值为最早成功的 promise值。
• 当 promise 全部失败时，any 返回失败的 promise ，值固定为 AggregateError: All promises were rejected

思路分析

上面我们分析了 any 方法的机制:

• 某个实例转化为 fulfilled ，any 随之返回成功的 promise。因此这里我们就可以类似使用 race 的方法，监测每个 promise 的成功。
• 全部实例转化为 rejected ，any 返回 AggregateError: All promises were rejected。这里我们可以参考 all 方法的全部成功，才返回成功，因此我们需要累计失败数量，当 rejectCount === count 时，返回失败值。

源码实现

Promise.any = function(promises) {
    return new Promise((resolve,reject) => {
        let count = 0;
        let rejectCount = 0;
        let errors = [];
        let i = 0;
        for (let p of promises) {
            i = count;
            count ++;
            Promise.resolve(p).then(res => {
                resolve(res)
            }).catch(error => {
                errors[i] = error;
                rejectCount ++;
                if (rejectCount === count) {
                    return reject(new AggregateError(errors))
                }
            })
        }
        if(count === 0) return reject(new AggregateError('All promises were rejected'))
    })
}

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