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图解Promise实现原理（四）——Promise静态方法实现

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作者：Morrain

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了用法，原生提供了Promise对象。更多关于 Promise 的介绍请参考阮一峰老师的  ES6入门 之 Promise 对象。

很多同学在学习 Promise 时，知其然却不知其所以然，对其中的用法理解不了。 本系列文章由浅入深逐步实现 Promise，并结合流程图、实例以及动画进行演示，达到深刻理解 Promise 用法的目的。

本系列文章有如下几个章节组成：

  1. 图解 Promise 实现原理（一）—— 基础实现

  2. 图解 Promise 实现原理（二）—— Promise 链式调用

  3. 图解 Promise 实现原理（三）—— Promise 原型方法实现

  4. 图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现

一、前言

上一节中，实现了 Promise 的原型方法。包括增加异常状态，catch以及 finally。截至目前，Promise 的实现如下：

class Promise {
  callbacks = [];
  state = 'pending';//增加状态
  value = null;//保存结果
  constructor(fn) {
    fn(this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this));
  }
  then(onFulfilled, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      this._handle({
        onFulfilled: onFulfilled || null,
        onRejected: onRejected || null,
        resolve: resolve,
        reject: reject
      });
    });
  }
  catch(onError) {
    return this.then(null, onError);
  }
  finally(onDone) {
    if (typeof onDone !== 'function') return this.then();
 
    let Promise = this.constructor;
    return this.then(
      value => Promise.resolve(onDone()).then(() => value),
      reason => Promise.resolve(onDone()).then(() => { throw reason })
    );
  }
  _handle(callback) {
    if (this.state === 'pending') {
      this.callbacks.push(callback);
      return;
    }
 
    let cb = this.state === 'fulfilled' ? callback.onFulfilled : callback.onRejected;
 
    if (!cb) {//如果then中没有传递任何东西
      cb = this.state === 'fulfilled' ? callback.resolve : callback.reject;
      cb(this.value);
      return;
    }
 
    let ret;
 
    try {
      ret = cb(this.value);
      cb = this.state === 'fulfilled' ? callback.resolve : callback.reject;
    } catch (error) {
      ret = error;
      cb = callback.reject
    } finally {
      cb(ret);
    }
 
  }
  _resolve(value) {
 
    if (value && (typeof value === 'object' || typeof value === 'function')) {
      var then = value.then;
      if (typeof then === 'function') {
        then.call(value, this._resolve.bind(this), this._reject.bind(this));
        return;
      }
    }
 
    this.state = 'fulfilled';//改变状态
    this.value = value;//保存结果
    this.callbacks.forEach(callback => this._handle(callback));
  }
  _reject(error) {
    this.state = 'rejected';
    this.value = error;
    this.callbacks.forEach(callback => this._handle(callback));
  }
}

接下来再介绍一下 Promise 中静态方法的实现，譬如 Promise.resolve、Promise.reject、Promise.all 和 Promise.race。其它静态方法的实现也是类似的。

二、静态方法

1、Promise.resolve && Promise.reject

除了前文中提到的 Promise实例的原型方法外，Promise 还提供了 Promise.resolve 和Promise.reject 方法。用于将非 Promise 实例包装为 Promise 实例。例如：

Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))

Promise.resolve 的参数不同对应的处理也不同，如果 Promise.resolve 的参数是一个 Promise的实例，那么 Promise.resolve 将不做任何改动，直接返回这个 Promise 实例，如果是一个基本数据类型，譬如上例中的字符串，Promise.resolve 就会新建一个 Promise 实例返回。这样当我们不清楚拿到的对象到底是不是 Promise 实例时，为了保证统一的行为，Promise.resolve 就变得很有用了。看一个例子： 

const Id2NameMap = {};
const getNameById = function (id) {
 
  if (Id2NameMap[id]) return Id2NameMap[id];
 
  return new Promise(resolve => {
    mockGetNameById(id, function (name) {
      Id2NameMap[id] = name;
      resolve(name);
    })
  });
}
getNameById(id).then(name => {
  console.log(name);
});

上面的场景我们会经常碰到，为了减少请求，经常会缓存数据，我们获取到 id 对应的名字后，存到 Id2NameMap 对象里，下次再通过 id 去请求 id 对应的 name 时先看 Id2NameMap里有没有，如果有就直接返回对应的 name，如果没有就发起异步请求，获取到后放到 Id2NameMap 中去。

其实上面的代码是有问题的，如果命中 Id2NameMap 里的值，getNameById 返回的结果就是 name，而不是 Promise 实例。此时 getNameById(id).then 会报错。在我们不清楚返回的是否是 Promise 实例的情况下，就可以使用 Promise.resolve 进行包装：

Promise.resolve(getNameById(id)).then(name => {
  console.log(name);
});

这样一来，不管 getNameById(id) 返回的是什么，逻辑都没有问题。看下面的Demo:

demo-Promise.resolve 的源码

在实现 Promise.resolve 之前，我们先看下它的参数分为哪些情况：

（1）参数是一个 Promise 实例

如果参数是 Promise 实例，那么 Promise.resolve 将不做任何修改、原封不动地返回这个实例。

（2）参数是一个 thenable 对象

thenable 对象指的是具有 then 方法的对象，比如下面这个对象。

let thenable = {
  then: function(onFulfilled) {
    onFulfilled(42);
  }
};[object Object]

Promise.resolve 方法会将这个对象转为 Promise 对象，然后就立即执行 thenable 对象的 then方法。

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

上面代码中，thenable对象的then方法执行后，对象p1的状态就变为resolved，从而立即执行最后那个then方法指定的回调函数，输出 42。

（3）参数不是具有 then 方法的对象，或根本就不是对象

如果参数是一个原始值，或者是一个不具有then方法的对象，则 Promise.resolve 方法返回一个新的 Promise 对象，状态为 resolved。

（4）不带任务参数

Promise.resolve 方法允许调用时不带参数，直接返回一个 resolved 状态的 Promise 对象。

static resolve(value) {
  if (value && value instanceof Promise) {
    return value;
  } else if (value && typeof value === 'object' && typeof value.then === 'function') {
    let then = value.then;
    return new Promise(resolve => {
      then(resolve);
    });
 
 
  } else if (value) {
    return new Promise(resolve => resolve(value));
  } else {
    return new Promise(resolve => resolve());
  }
}
图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现

Promise.reject 与 Promise.resolve 类似，区别在于 Promise.reject 始终返回一个状态的 rejected 的 Promise 实例，而 Promise.resolve 的参数如果是一个 Promise 实例的话，返回的是参数对应的 Promise 实例，所以状态不一定。

Promise.reject 的实现源码

2、Promise.all && Promise.race

Promise.all 接收一个 Promise 实例的数组，在所有这些 Promise 的实例都 fulfilled 后，按照 Promise 实例的顺序返回相应结果的数组。

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve('p1'), 1000)
})
 
 
const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve('p2'), 5000)
})
 
Promise.all([p1, p2]).then(rets => {
   console.log(rets) // ['p1','p2']
})

Promise.all 的实现如下：

static all(promises) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    let fulfilledCount = 0
    const itemNum = promises.length
    const rets = Array.from({ length: itemNum })
    promises.forEach((promise, index) => {
      Promise.resolve(promise).then(result => {
        fulfilledCount++;
        rets[index] = result;
        if (fulfilledCount === itemNum) {
          resolve(rets);
        }
      }, reason => reject(reason));
    })
  })
}
图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现

Promise.all 的实现源码

Promise.race 也接收一个 Promise 实例的数组，与 Promise.all不同的是，所以返回的结果是这些 Promise 实例中最先 fulfilled 的。

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve('p1'), 1000)
})
 
 
const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => resolve('p2'), 5000)
})
 
Promise.race([p1, p2]).then(ret => {
   console.log(ret) // 'p1'
})
图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现图解 Promise 实现原理（四）—— Promise 静态方法实现

Promise.race 的实现如下：

static race(promises) {
  return new Promise(function (resolve, reject) {
    for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
      Promise.resolve(promises[i]).then(function (value) {
        return resolve(value)
      }, function (reason) {
        return reject(reason)
      })
    }
  })
}

Promise.race 的实现源码

三、总结

刚开始看 Promise 源码的时候总不能很好的理解 then 和 resolve 函数的运行机理，但是如果你静下心来，反过来根据执行 Promise 时的逻辑来推演，就不难理解了。这里一定要注意的点是：Promise 里面的 then 函数仅仅是注册了后续需要执行的代码，真正的执行是在 resolve 方法里面执行的，理清了这层，再来分析源码会省力的多。

现在回顾下 Promise 的实现过程，其主要使用了设计模式中的观察者模式：

  1. 通过 Promise.prototype.then 和 Promise.prototype.catch 方法将观察者方法注册到被观察者 Promise 对象中，同时返回一个新的 Promise 对象，以便可以链式调用。

  2. 被观察者管理内部 pending、fulfilled 和 rejected 的状态转变，同时通过构造函数中传递的 resolve 和 reject 方法以主动触发状态转变和通知观察者。

本系列图文讲解的是 Promise 的思想，实现的内容并不能完全满足 Promise/A+ 规范的所有要求。

四、参考资料

  1. 【翻译】Promises/A+规范

  2. 深入 Promise(一)——Promise 实现详解

  3. 30分钟，让你彻底明白Promise原理


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