基礎版本

我們先以觀察者模式作為基石來搭建一個基礎版本，實現(xiàn)的功能如下：

function Promise(exector) { this.pending = []; this.value = undefined; const resolve = value => { if (this.pending) { this.value = value; for (const onFulfilled of this.pending) { // 通知觀察者。 onFulfilled(this.value); } this.pending = undefined; } }; exector(resolve);}Promise.prototype.then = function (onFulfilled) { if (this.pending) { // 還沒決議，先注冊觀察者。 this.pending.push(onFulfilled); } else { // 已決議，直接通知。 onFulfilled(this.value); }};// 測試一下。const p = new Promise(resolve => { setTimeout(() => resolve(666), 100);})p.then(res => console.log(‘res: %s’, res));// 輸出：// res: 666

代碼很簡單，應該不用過多解釋，上面的完整代碼在這里：p0.js[2]。

這個基礎版本有個明顯的問題：then 不能進行鏈式調(diào)用，接著就來優(yōu)化一下。

then鏈式調(diào)用

then 的鏈式調(diào)用會返回一個新的 Promise，并且 then 中回調(diào)的返回值會使這個新的 Promise 決議為“成功”狀態(tài)。

Promise.prototype.then = function (onFulfilled) { // “當前”Promise，對于返回的新 Promise 而言，也是“前一個”Promise。 const prev = this; const promise = new Promise(resolve => { // 包裝 onFulfilled，使其可以“傳播”決議； // “前一個” Promise 決議后，決議返回的這個新 Promise。 const onSpreadFulfilled = function (value) { resolve(onFulfilled(value)); }; if (prev.pending) { prev.pending.push(onSpreadFulfilled); } else { onSpreadFulfilled(prev.value); } }); return promise;};// 測試一下。const p = new Promise(resolve => { setTimeout(() => resolve(666), 100);});p.then(res => { console.log(‘res1: %s’, res); return res + 1;).then(res => { console.log(‘res2: %s’, res);); // 輸出：// res1: 666// res2: 667

實現(xiàn)鏈式調(diào)用的關鍵是如何決議返回的新 Promise？這里我對變量做了一些有含義的命名，方便理解：

上面的完整代碼在這里：p1.js[3]。

現(xiàn)在又有個新問題，如果 resolve 的 value 是個 Promise，或者 onfulfilled 函數(shù)返回的結(jié)果是個 Promise，那么鏈式傳播的決議值不應該是這個 Promise 本身，而是這個 Promise 的決議值才對，也就是要支持 Promise 的狀態(tài)傳遞。

狀態(tài)傳遞

在實現(xiàn)狀態(tài)傳遞之前，我們先來康康如何確定一個值是不是 Promise。我們可以用原型繼承來判斷：

return value instanceof Promise;

這樣的缺點是兼容性較差，你無法強制使用者的運行環(huán)境上下文中只會用一種 Promise 的庫，或者在不同的運行上下文中傳遞 Promise 實例。所以這里我們使用 鴨子類型[4] 來判斷 Promise，重點關注對象的行為，將 Promise 看作是一個 thenable 對象。

function isPromise(value) { // 如果這個對象上可以調(diào)用 then 方法，就認為它是一個“Promise”了。 return value && typeof value.then === ‘function’;}

接下來就來實現(xiàn)狀態(tài)傳遞了，實現(xiàn)的思路就是基于鴨子類型和“通知轉(zhuǎn)移”。我們先定義一個函數(shù)：

function wrapToThenable(value) { if (isPromise(value)) { return value; } else { return { then: function (onFulfilled) { return wrapToThenable(onFulfilled(value)); } }; }}

顧名思義，這個函數(shù)的作用是用來把一個值包裝為 thenable 對象：如果 value 是 Promise 則直接返回；如果不是就包裝并返回一個有 then 方法的對象，也就是 thenable 對象。這個 thenable 對象的作用是啥呢？接著看這里：

function Promise(exector) { this.pending = []; this.value = undefined; const resolve = value => { if (this.pending) { // 包裝為 thenable。 this.value = wrapToThenable(value); for (const onFulfilled of this.pending) { // 通知時改為調(diào)用 thenable 上的 then。 this.value.then(onFulfilled); } this.pending = undefined; } }; exector(resolve);}

resolve 決議時，根據(jù) value 的類型不同，有兩種處理情況：

當然 then 也要做一點修改：

Promise.prototype.then = function (onFulfilled) { const prev = this; const promise = new Promise(resolve => { const onSpreadFulfilled = function (value) { resolve(onFulfilled(value)); }; if (prev.pending) { prev.pending.push(onSpreadFulfilled); } else { // 這里也要改為調(diào)用 then。 prev.value.then(onSpreadFulfilled); } }); return promise;};// 測試一下。const p = new Promise(resolve => { setTimeout(() => resolve(666), 100);});p.then(res => { console.log(‘res1: %s’, res); return new Promise(resolve => { setTimeout(() => resolve(777), 100); });}).then(res => { console.log(‘res2: %s’, res);});// 輸出：// res1: 666// res2: 777

這里來總結(jié)一下狀態(tài)傳遞的設計思路。包裝為 thenable 對象非常關鍵，作用是保持了與 Promise 一致的行為，也就是接口一致。這樣在 resolve 時我們不用特定去判斷這個值是不是 Promise，而可以用統(tǒng)一的處理方式來通知觀察者；并且也順便完成了“通知轉(zhuǎn)移”，如果 value 還沒有決議，則 then 會注冊為回調(diào)，如果已決議則 then 會立即執(zhí)行。

上面的完整代碼在這里：p2.js[5]。接下來，我們來完善一下 reject。

失敗狀態(tài)

當 Promise 決議失敗時，then 方法里面將只執(zhí)行第二個參數(shù) onRejected 對應的回調(diào)。首先我們需要另一個包裝函數(shù)：

function wrapToRejected(value) { return { then: function (_, onRejected) { return wrapToThenable(onRejected(value)); } };}

這個函數(shù)的作用是一旦發(fā)生 reject(value) 時，我們把 value 變?yōu)榱硪环N thenable 對象，這個對象在執(zhí)行 then 時只會調(diào)用 onRejected。

然后改變一下構造函數(shù)：

function Promise(exector) { // pending 變?yōu)橐粋€二維數(shù)組，里面存放的元素是 [onFulfilled, onRejected]。 this.pending = []; this.value = undefined; const resolve = value => { if (this.pending) { this.value = wrapToThenable(value); for (const handlers of this.pending) { this.value.then.apply(this.value, handlers); } this.pending = undefined; } }; const reject = value => { resolve(wrapToRejected(value)); }; exector(resolve, reject);}

現(xiàn)在有一個比較大的變化：this.pending 變?yōu)榱硕S數(shù)組。這樣 this.value.then.apply 在執(zhí)行時會有三種情況：

同樣 then 方法也要做一些修改：

Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) { const prev = this; // 注意這里給了 onFulfilled、onRejected 默認值。 onFulfilled = onFulfilled || function (value) { return value; }; onRejected = onRejected || function (value) { return wrapToRejected(value); }; const promise = new Promise(resolve => { const onSpreadFulfilled = function (value) { resolve(onFulfilled(value)); }; const onSpreadRejected = function (value) { resolve(onRejected(value)); }; if (prev.pending) { prev.pending.push([onSpreadFulfilled, onSpreadRejected]); } else { prev.value.then(onSpreadFulfilled, onSpreadRejected); } }); return promise;};// 測試一下。const p = new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => reject(666), 100);});p.then(undefined, err => { console.log(‘err1: %s’, err); return 1;}).then(res => { console.log(‘res1: %s’, res);});// 輸出：// err1: 666// res1: 1

我們要特別注意一下增加了 onFulfilled、onRejected 的默認值。在實際使用 then 時，可能只會專注處理成功或者失敗的回調(diào)，但是我們又需要另外一種狀態(tài)要繼續(xù)傳播下去。這里可能有點不好理解，可以代入數(shù)據(jù)模擬一下。上面的完整代碼在這里：p3.js[6]。

又到了思考總結(jié)時間，thenable 這個接口是關鍵所在。通過兩個包裝對象，分別處理成功和失敗的狀態(tài)，在通知觀察者時可以保持統(tǒng)一的邏輯，這個設計是不是感覺很妙呢？

接下來我們要處理一下調(diào)用時會產(chǎn)生異常的問題。

異常處理

我們先思考一下會有哪些地方會產(chǎn)生異常？第一個是構造函數(shù)里面 exector 執(zhí)行的時候：

function Promise(exector) { this.pending = []; this.value = undefined; const resolve = value => { // … }; const reject = value => { resolve(wrapToRejected(value)); }; try { exector(resolve, reject); } catch (e) { // 如果有異常產(chǎn)生，狀態(tài)變?yōu)椤笆　薄? reject(e); }}

然后是onFulfilled 和 onRejected 執(zhí)行的時候。當在以上兩個方法里產(chǎn)生異常時，狀態(tài)要變?yōu)槭。⑶倚枰旬惓鞑ハ氯?。then 的改動如下：

Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) { // … // 產(chǎn)生異常的時候包裝一下。 const errHandler = returnWhenError(err => wrapToRejected(err)); onFulfilled = errHandler(onFulfilled); onRejected = errHandler(onRejected); const promise = new Promise(resolve => { const onSpreadFulfilled = function (value) { resolve(onFulfilled(value)); }; const onSpreadRejected = function (value) { resolve(onRejected(value)); }; if (prev.pending) { prev.pending.push([onSpreadFulfilled, onSpreadRejected]); } else { prev.value.then(onSpreadFulfilled, onSpreadRejected); } }); return promise;};// 封裝為一個可重用的高階函數(shù)。// 如果 fun 執(zhí)行失敗了，則返回 onError 的結(jié)果。function returnWhenError(onError) { return fun => (…args) => { let result; try { result = fun(…args); } catch (e) { result = onError(e); } return result; };}

然后我們可以加入 catch 方法：

Promise.prototype.catch = function (onRejected) { // 在 then 中忽略掉“成功”狀態(tài)的回調(diào)。 return Promise.prototype.then.call(this, undefined, onRejected);};// 測試一下。const p = new Promise(resolve => { setTimeout(() => resolve(666), 100);});p.then(res => { console.log(‘res1: %s’, res); throw new Error(‘test error1’);}).then(undefined, err => { console.log(‘err1: %s’, err.message); throw new Error(‘test error2’);}).catch(err => { console.log(‘err2: %s’, err.message);});// 輸出：// res1: 666// err1: test error1// err2: test error2

上面的完整代碼在這里：p4.js[7]。

到了這里，基本上 Promise 的基本功能就差不多完成了。不過還有一些不太完善的地方，我們來繼續(xù)做一些優(yōu)化。

一些優(yōu)化

封裝私有變量

this.pending 和 this.value 從外部是可以讀寫的，不夠安全和健壯。而我又還是想用構造函數(shù)和原型方法，不想用閉包來封裝。我這里采用的是 WeakMap[8] 來達到目的，關鍵的修改如下：

const refMap = new WeakMap();// …function Promise(exector) { // 用當前的實例引用作為 key，把想隱藏的數(shù)據(jù)放進一個對象里。 refMap.set(this, { pending: [], value: undefined }); const resolve = value => { // 取出封裝的數(shù)據(jù)。 const data = refMap.get(this); if (data.pending) { data.value = wrapToThenable(value); for (const handlers of data.pending) { data.value.then.apply(data.value, handlers); } data.pending = undefined; } }; // …}

同樣 then 也修改一下：

Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) { // … const promise = new Promise(resolve => { const onSpreadFulfilled = function (value) { resolve(onFulfilled(value)); }; const onSpreadRejected = function (value) { resolve(onRejected(value)); }; // 取出封裝的數(shù)據(jù)。 const data = refMap.get(prev); if (data.pending) { data.pending.push([onSpreadFulfilled, onSpreadRejected]); } else { data.value.then(onSpreadFulfilled, onSpreadRejected); } }); return promise;};

上面的完整代碼在這里：p5.js[9]。

當 Promise 實例被垃圾回收時，對應在 WeakMap 中的私有數(shù)據(jù)對象引用也會被消除，沒有內(nèi)存泄漏問題，這種方案非常適合用來封裝私有變量。

調(diào)用順序

目前的 Promise 在執(zhí)行時有調(diào)用順序問題，比如：

const p = new Promise(resolve => resolve(1));p.then(res => { console.log(‘res1:’, res); return res + 1;}).then(res => { console.log(‘res2:’, res);});p.then(res => { console.log(‘res3:’, res);});console.log(‘Hi!’);// 目前的輸出是：// res1: 1// res2: 2// res3: 1// Hi!// 正確的輸出應該是：// Hi!// res1: 1// res3: 1// res2: 2

一個簡單的做法是利用 setTimeout 來改進：

function Promise(exector) { // … const resolve = value => { const data = refMap.get(this); if (data.pending) { data.value = wrapToThenable(value); for (const handlers of data.pending) { // 延遲執(zhí)行。 enqueue(() => { data.value.then.apply(data.value, handlers); }); } data.pending = undefined; } }; // …}Promise.prototype.then = function (onFulfilled, onRejected) { // … const promise = new Promise(resolve => { // … if (data.pending) { data.pending.push([onSpreadFulfilled, onSpreadRejected]); } else { // 延遲執(zhí)行。 enqueue(() => { data.value.then(onSpreadFulfilled, onSpreadRejected); }); } }); return promise;};function enqueue(callback) { setTimeout(callback, 1);}

enqueue 的作用是模擬按入隊順序來延遲執(zhí)行函數(shù)。通過對所有 then 調(diào)用的延遲執(zhí)行，可以保證按正確的注冊順序和決議順序來執(zhí)行了，上面的完整代碼在這里：p6.js[10]。