ノードの操作方法とコールバック関数の代わりにPromiseを使用する方法

今回はノードでコールバック関数の代わりにPromiseを使う方法を紹介します。ノードでコールバック関数の代わりにPromiseを使うときの注意点を実際に見てみましょう。

async の本質は

プロセス制御 です。実際、非同期プログラミングには、Promise/Deferred モデルと呼ばれる、より古典的なモデルがあります (もちろん、eventproxy、co など、さらに多くの関連ソリューションがあります。時期が来たら穴を掘ります)

まず、考えてみましょう 典型的な非同期プログラミング モデルについて考えてみましょう: ファイルを読み取り、ファイルの内容をコンソールに出力します

var fs = require('fs');
fs.readFile('1.txt', 'utf8', function (err, data) {
  console.log(data);
});

は非常に簡単に思えますが、さらに一歩進めてください: 2 つのファイルを読み取り、2 つのファイルの内容をコンソールに出力しますコンソール

var fs = require('fs');
fs.readFile('1.txt', 'utf8', function (err, data) {
  console.log(data);
  fs.readFile('2.txt', 'utf8', function (err, data) {
    console.log(data);
  });
});

さらにファイルを読み込んだらどうなるか

var fs = require('fs');
fs.readFile('1.txt', 'utf8', function (err, data) {
  fs.readFile('2.txt', 'utf8', function (err, data) {
    fs.readFile('3.txt', 'utf8', function (err, data) {
      fs.readFile('4.txt', 'utf8', function (err, data) {
        // ...
      });
    });
  });
});

これは伝説的なコールバック地獄です。このコードを改善するには async を使用できますが、この場合は、promise/defer を使用して改善する必要があります

promise 基本的な概念

まず、通常のJavaScriptのオブジェクトと何ら変わらないオブジェクトであると同時に、最終的な結果を表す非同期操作の統一インターフェースに準拠した仕様でもあります。同期する非同期操作 操作を非同期に実行する方法でコードを記述することですが、プログラムの実行順序が同期であることを保証します

1. Promise の状態は、未完了、履行、拒否の 3 つだけです

2.不完全から完了、または不完全から失敗に変換されます

3. Promise の状態遷移は 1 回だけ発生します

Promise には then メソッドがあり、then メソッドは 3 つの関数をパラメータとして受け取ることができます。最初の 2 つの関数は、約束の 2 つの状態 (履行と拒否) のコールバック関数に対応します。 3 番目の関数は進行状況情報を処理するために使用されます

それを理解するには、いくつかの重要な原則を覚えておく必要があります: .then() は常に次のコードのような新しい Promise を返します:

var promise = readFile()
var promise2 = promise.then(readAnotherFile, console.error)

ここで then のパラメータは readAnotherFile ですconsole.error 非同期操作が成功した後のアクション onFulfilled または失敗後のアクション OnRejected を表します。つまり、ファイルが正常に読み取られた後に readAnotherFile 関数が実行されます。それ以外の場合は、失敗時にエラーが出力および記録されます。この実装は 2 つの可能性のうちの 1 つにすぎません

は次のように理解することもできます:

promiseSomething().then(function (fulfilled) {
  // 当 promise 状态变成 fulfilled 时，调用此函数
}, function (rejected) {
  // 当 promise 状态变成 rejected 时，调用此函数
}, function (progress) {
  // 当返回进度信息时，调用此函数
});

Promise の法則には分離する必要がある 2 つの部分があります:

1 then() は呼び出すたびに常に新しい Promise を返します。 , コールバックが呼び出される前に .then() によって Promise が与えられるため、コールバックの動作は関係ありません。コールバックが値を返す場合、Promise はその実装にのみ影響します。値がこの値にこの Promise の実装された値を返す Promise の場合、Promise はエラーを拒否します

2。新しい Promise は、呼び出される Promise の .then( ) とは異なります。長い Promise チェーンでは、.then() を呼び出すたびに新しい Promise が生成されるという事実が隠蔽されることがあります。ここで、実際に必要なものに注意する必要があります。考慮すべきは、最後に行った呼び出しです。 then() は失敗を表す可能性があるため、この失敗を検出しないと、エラー例外が簡単に消えてしまいます

この問題を処理するために q を使用する簡単な例を見てみましょう。 :

var Q = require('q');
var defer = Q.defer();
/**
 * 获取初始 promise
 * @private
 */
function getInitialPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 为 promise 设置三种状态的回调函数
 */
getInitialPromise().then(function (success) {
  console.log(success);
}, function (error) {
  console.log(error);
}, function (progress) {
  console.log(progress);
});
defer.notify('in progress'); // 控制台打印 in progress
defer.resolve('resolve');   // 控制台打印 resolve
defer.reject('reject');    // 没有输出。promise 的状态只能改变一次

Promiseの受け渡し

ThenメソッドはPromiseを返します。 次の例では、outputPromiseを使用してthenによって返されたPromiseを指します。

var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
 
  }, function (rejected) {
 
  });

これで、outputPromise は function(fulfilled) または function(rejected) によって制御される Promise になります。単純な意味は、 function(fulfilled) または function(rejected) が文字列、配列、オブジェクトなどの値を返すと、outputPromise のステータスが満たされるということです。

次の例では、defer.resovle() を通じて inputPromise のステータスを fullful に変更すると、コンソール出力がフルフィルメントされることがわかります。それは拒否され、コンソールには拒否されたと出力されます

var Q = require('q');
var defer = Q.defer();
/**
 * 通过 defer 获得 promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected 时，调用 function(rejected)
 * 将 then 返回的 promise 赋给 outputPromise
 * function(fulfilled) 和 function(rejected) 通过返回字符串将 outputPromise 的状态由
 * 未完成改变为 fulfilled
 * @private
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  return 'fulfilled';
}, function (rejected) {
  return 'rejected';
});
 
/**
 * 当 outputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)，控制台打印 'fulfilled: fulfilled'。
 * 当 outputPromise 状态由未完成变成 rejected, 调用 function(rejected), 控制台打印 'rejected: rejected'。
 */
outputPromise.then(function (fulfilled) {
  console.log('fulfilled: ' + fulfilled);
}, function (rejected) {
  console.log('rejected: ' + rejected);
});
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
defer.reject(); // 输出 fulfilled: rejected
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 fulfilled
 */
//defer.resolve(); // 输出 fulfilled: fulfilled

当 function(fulfilled) 或者 function(rejected) 抛出异常时，那么 outputPromise 的状态就会变成 rejected

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
var defer = Q.defer();
 
/**
 * 通过 defer 获得 promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected 时，调用 function(rejected)
 * 将 then 返回的 promise 赋给 outputPromise
 * function(fulfilled) 和 function(rejected) 通过抛出异常将 outputPromise 的状态由
 * 未完成改变为 reject
 * @private
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  throw new Error('fulfilled');
}, function (rejected) {
  throw new Error('rejected');
});
 
/**
 * 当 outputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)。
 * 当 outputPromise 状态由未完成变成 rejected, 调用 function(rejected)。
 */
outputPromise.then(function (fulfilled) {
  console.log('fulfilled: ' + fulfilled);
}, function (rejected) {
  console.log('rejected: ' + rejected);
});
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
defer.reject();   // 控制台打印 rejected [Error:rejected]
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 fulfilled
 */
//defer.resolve(); // 控制台打印 rejected [Error:fulfilled]

当 function(fulfilled) 或者 function(rejected) 返回一个 promise 时，outputPromise 就会成为这个新的 promise.

这样做的意义在于聚合结果 (Q.all)，管理延时，异常恢复等等

比如说我们想要读取一个文件的内容，然后把这些内容打印出来。可能会写出这样的代码：

// 错误的写法
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  fs.readFile('test.txt', 'utf8', function (err, data) {
    return data;
  });
});

然而这样写是错误的，因为 function(fulfilled) 并没有返回任何值。需要下面的方式:

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
var defer = Q.defer();
 
/**
 * 通过 defer 获得promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil时，调用 function(fulfilled)
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected时，调用 function(rejected)
 * 将 then 返回的 promise 赋给 outputPromise
 * function(fulfilled) 将新的 promise 赋给 outputPromise
 * 未完成改变为 reject
 * @private
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  var myDefer = Q.defer();
  fs.readFile('test.txt', 'utf8', function (err, data) {
    if (!err && data) {
      myDefer.resolve(data);
    }
  });
  return myDefer.promise;
}, function (rejected) {
  throw new Error('rejected');
});
 
/**
 * 当 outputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)，控制台打印 test.txt 文件内容。
 *
 */
outputPromise.then(function (fulfilled) {
  console.log(fulfilled);
}, function (rejected) {
  console.log(rejected);
});
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
//defer.reject();
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 fulfilled
 */
defer.resolve(); // 控制台打印出 test.txt 的内容

方法传递

方法传递有些类似于 Java 中的 try 和 catch。当一个异常没有响应的捕获时，这个异常会接着往下传递

方法传递的含义是当一个状态没有响应的回调函数，就会沿着 then 往下找

没有提供 function(rejected)

var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { })

如果 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected, 此时对 rejected 的处理会由 outputPromise 来完成

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
var defer = Q.defer();
/**
 * 通过defer获得promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 function(fulfilled)
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected 时，这个 rejected 会传向 outputPromise
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  return 'fulfilled'
});
outputPromise.then(function (fulfilled) {
  console.log('fulfilled: ' + fulfilled);
}, function (rejected) {
  console.log('rejected: ' + rejected);
});
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
defer.reject('inputpromise rejected'); // 控制台打印 rejected: inputpromise rejected
 
/**
 * 将 inputPromise的状态由未完成变成fulfilled
 */
//defer.resolve();

没有提供 function(fulfilled)

var outputPromise = getInputPromise().then(null, function (rejected) { })

如果 inputPromise 的状态由未完成变成 fulfilled, 此时对 fulfil 的处理会由 outputPromise 来完成

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
var defer = Q.defer();
 
/**
 * 通过defer获得promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil时，传递给 outputPromise
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected时，调用 function(rejected)
 * function(fulfilled) 将新的 promise 赋给 outputPromise
 * 未完成改变为 reject
 * @private
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(null, function (rejected) {
  return 'rejected';
});
 
outputPromise.then(function (fulfilled) {
  console.log('fulfilled: ' + fulfilled);
}, function (rejected) {
  console.log('rejected: ' + rejected);
});
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
// defer.reject('inputpromise rejected');
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成fulfilled
 */
defer.resolve('inputpromise fulfilled'); // 控制台打印fulfilled: inputpromise fulfilled

可以使用 fail(function(error)) 来专门针对错误处理，而不是使用 then(null,function(error))

var outputPromise = getInputPromise().fail(function (error) { })

看这个例子：

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
var defer = Q.defer();
/**
 * 通过defer获得promise
 * @private
 */
function getInputPromise() {
  return defer.promise;
}
 
/**
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 fulfil 时，调用 then(function(fulfilled))
 * 当 inputPromise 状态由未完成变成 rejected 时，调用 fail(function(error))
 * function(fulfilled) 将新的 promise 赋给 outputPromise
 * 未完成改变为reject
 * @private
 */
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) {
  return fulfilled;
}).fail(function (error) {
  console.log('fail: ' + error);
});
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 rejected
 */
defer.reject('inputpromise rejected');// 控制台打印 fail: inputpromise rejected
 
/**
 * 将 inputPromise 的状态由未完成变成 fulfilled
 */
//defer.resolve('inputpromise fulfilled');

可以使用 progress(function (progress)) 来专门针对进度信息进行处理，而不是使用 then(function (success) { }, function (error) { }, function (progress) { })

var Q = require('q');
var defer = Q.defer();
/**
 * 获取初始 promise
 * @private
 */
function getInitialPromise() {
  return defer.promise;
}
/**
 * 为 promise 设置 progress 信息处理函数
 */
var outputPromise = getInitialPromise().then(function (success) {
 
}).progress(function (progress) {
  console.log(progress);
});
 
defer.notify(1);
defer.notify(2); // 控制台打印 1，2

promise 链

promise 链提供了一种让函数顺序执行的方法

函数顺序执行是很重要的一个功能。比如知道用户名，需要根据用户名从数据库中找到相应的用户，然后将用户信息传给下一个函数进行处理

var Q = require('q');
var defer = Q.defer();
// 一个模拟数据库
var users = [{ 'name': 'andrew', 'passwd': 'password' }];
function getUsername() {
  return defer.promise;
}
 
function getUser(username) {
  var user;
  users.forEach(function (element) {
    if (element.name === username) {
      user = element;
    }
  });
  return user;
}
 
// promise 链
getUsername().then(function (username) {
  return getUser(username);
}).then(function (user) {
  console.log(user);
});
 
defer.resolve('andrew');

我们通过两个 then 达到让函数顺序执行的目的。

then 的数量其实是没有限制的。当然，then 的数量过多，要手动把他们链接起来是很麻烦的。比如

foo(initialVal).then(bar).then(baz).then(qux)

这时我们需要用代码来动态制造 promise 链

var funcs = [foo, bar, baz, qux]
var result = Q(initialVal) 
funcs.forEach(function (func) {
  result = result.then(func)
})
return result

当然，我们可以再简洁一点

var funcs = [foo, bar, baz, qux]
funcs.reduce(function (pre, current),Q(initialVal){
  return pre.then(current)
})

看一个具体的例子

function foo(result) {
  console.log(result);
  return result + result;
}
 
// 手动链接
Q('hello').then(foo).then(foo).then(foo);
 
// 控制台输出： hello
// hellohello
// hellohellohello
 
// 动态链接
var funcs = [foo, foo, foo];
var result = Q('hello');
 
funcs.forEach(function (func) {
  result = result.then(func);
});
 
// 精简后的动态链接
funcs.reduce(function (prev, current) {
  return prev.then(current);
}, Q('hello'));

对于 promise 链，最重要的是需要理解为什么这个链能够顺序执行。如果能够理解这点，那么以后自己写 promise 链可以说是轻车熟路啊

promise 组合

回到我们一开始读取文件内容的例子。如果现在让我们把它改写成 promise 链，是不是很简单呢？

var Q = require('q'),
  fs = require('fs');
 
function printFileContent(fileName) {
  return function () {
    var defer = Q.defer();
    fs.readFile(fileName, 'utf8', function (err, data) {
      if (!err && data) {
        console.log(data);
        defer.resolve();
      }
    })
    return defer.promise;
  }
}
 
// 手动链接
printFileContent('sample01.txt')()
  .then(printFileContent('sample02.txt'))
  .then(printFileContent('sample03.txt'))
  .then(printFileContent('sample04.txt'));  // 控制台顺序打印 sample01 到 sample04 的内容

很有成就感是不是。然而如果仔细分析，我们会发现为什么要他们顺序执行呢，如果他们能够并行执行不是更好吗? 我们只需要在他们都执行完成之后，得到他们的执行结果就可以了

我们可以通过 Q.all([promise1,promise2...]) 将多个 promise 组合成一个 promise 返回。 注意：

1. 当 all 里面所有的 promise 都 fulfil 时，Q.all 返回的 promise 状态变成 fulfil

2. 当任意一个 promise 被 reject 时，Q.all 返回的 promise 状态立即变成 reject

我们来把上面读取文件内容的例子改成并行执行吧

var Q = require('q');
var fs = require('fs');
/**
 *读取文件内容
 *@private
 */
function printFileContent(fileName) {
  // Todo: 这段代码不够简洁。可以使用 Q.denodeify 来简化
  var defer = Q.defer();
 
  fs.readFile(fileName, 'utf8', function (err, data) {
    if (!err && data) {
      console.log(data);
      defer.resolve(fileName + ' success ');
    } else {
      defer.reject(fileName + ' fail ');
    }
  })
 
  return defer.promise;
 
}
 
Q.all([printFileContent('sample01.txt'), printFileContent('sample02.txt'), printFileContent('sample03.txt'), printFileContent('sample04.txt')])
  .then(function (success) {
    console.log(success);
  }); // 控制台打印各个文件内容 顺序不一定

现在知道 Q.all 会在任意一个 promise 进入 reject 状态后立即进入 reject 状态。如果我们需要等到所有的 promise 都发生状态后(有的 fulfil, 有的 reject)，再转换 Q.all 的状态, 这时我们可以使用 Q.allSettled

var Q = require('q'),
  fs = require('fs');
/**
 *读取文件内容
 *@private
 */
 
function printFileContent(fileName) {
 
  // Todo: 这段代码不够简洁。可以使用Q.denodeify来简化
  var defer = Q.defer();
 
  fs.readFile(fileName, 'utf8', function (err, data) {
    if (!err && data) {
      console.log(data);
      defer.resolve(fileName + ' success ');
    } else {
      defer.reject(fileName + ' fail ');
    }
  })
 
  return defer.promise;
   
}
 
Q.allSettled([printFileContent('nosuchfile.txt'), printFileContent('sample02.txt'), printFileContent('sample03.txt'), printFileContent('sample04.txt')])
  .then(function (results) {
    results.forEach(
      function (result) {
        console.log(result.state);
      }
    );
  });

结束 promise 链

通常，对于一个 promise 链，有两种结束的方式。第一种方式是返回最后一个 promise

如 return foo().then(bar);

第二种方式就是通过 done 来结束 promise 链

如 foo().then(bar).done()

为什么需要通过 done 来结束一个 promise 链呢? 如果在我们的链中有错误没有被处理，那么在一个正确结束的 promise 链中，这个没被处理的错误会通过异常抛出

var Q = require('q'); 
function getPromise(msg, timeout, opt) { 
  var defer = Q.defer(); 
  setTimeout(function () {
    console.log(msg);
    if (opt)
      defer.reject(msg);
    else
      defer.resolve(msg);
  }, timeout); 
  return defer.promise; 
}
 
/**
 * 没有用 done() 结束的 promise 链
 * 由于 getPromse('2',2000,'opt') 返回 rejected, getPromise('3',1000) 就没有执行
 * 然后这个异常并没有任何提醒，是一个潜在的 bug
 */
getPromise('1', 3000)
  .then(function () { return getPromise('2', 2000, 'opt') })
  .then(function () { return getPromise('3', 1000) });
 
/**
 * 用 done() 结束的 promise 链
 * 有异常抛出
 */
getPromise('1', 3000)
  .then(function () { return getPromise('2', 2000, 'opt') })
  .then(function () { return getPromise('3', 1000) })
  .done();

附录：一个 Promise 简单的应用（Node.js笔记（5）promise）

附：Promises/A+ 规范

promise 代表一个异步操作的最终结果。主要通过 promise 的 then 方法订阅其最终结果的处理回调函数，和订阅因某原因无法成功获取最终结果的处理回调函数。

更对详细见：Promises/A+

A 与 A+ 的不同点

1. A+ 规范通过术语 thenable 来区分 promise 对象

2. A+ 定义 onFulfilled/onRejectd 必须是作为函数来调用，而且调用过程必须是异步的

3. A+ 严格定义了 then 方法链式调用时，onFulfilled/onRejectd 的调用顺序

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