promise怎麼取代程式碼中的回呼函數

這次帶給大家promise怎麼取代程式碼中的回呼函數，promise替代程式碼中回呼函數的注意事項有哪些，以下就是實戰案例，一起來看一下。

在學習 Node.js 過程中接觸到如何使用 async 來控制並發（使用 async 控制並發）

async 的本質是一個流程控制。其實在非同步程式設計中，還有一個更經典的模型，叫做Promise/Deferred 模型（當然還有更多相關解決方法，例如eventproxy，co 等，到時候遇到在挖坑）

#首先，我們思考一個典型的非同步程式設計模型，考慮這樣一個題目：讀取一個文件，在控制台輸出這個文件內容

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

看起來很簡單，再進一步: 讀取兩個文件，在控制台輸出這兩個檔案內容

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);
  });
});

如果要是讀取更多的檔案呢

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) {
        // ...
      });
    });
  });
});

這就是傳說中的callback hell，可以使用async 來改善這段程式碼，但在本例子中我們要用promise/defer 來改善它

promise 基本概念

首先它是一個對象，它和javascript 普通的對象沒什麼區別，同時，它也是一種規範，跟異步操作約定了統一的接口，表示一個異步操作的最終結果，以同步的方式來寫代碼，執行的操作是異步的，但又保證程式執行的順序是同步的

1. promise 只有三種狀態，未完成，完成(fulfilled) 和失敗(rejected)

2. promise 的狀態可以由未完成轉換成完成，或未完成轉換成失敗

3. promise 的狀態轉換只發生一次

promise 有一個then 方法，then 方法可以接受3 個函數作為參數。前兩個函數對應 promise 的兩種狀態 fulfilled, rejected 的回呼函數。第三個函數用來處理進度資訊

為了理解它，一些重要原理必須記牢：.then() 總是傳回一個新的promise，如下面程式碼：

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

這裡then 的參數readAnotherFile, console.error 是代表非同步操作成功後的動作onFulfilled 或失敗後的動作OnRejected，也就是說，讀取檔案成功後執行readAnotherFile 函數，否則失敗列印記錄錯誤。這個實作是兩個中只有一個可能

也可以理解為：

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 法則有兩個部分必須分離：

1. then() 總是返回一個新的promise，每次你調用它，它不管回調做什麼，因為.then() 在回調被調用之前已經給了你一個承諾promise，回調的行為只影響承諾promise 的實施，如果回調返回一個值，那麼promise 會使用那個值，如果這個值是promise，回傳這個promise 實作後的值給這個值，如果回呼拋出錯誤，promise 會拒絕錯誤

2. 被.then()回傳的promise 是一個新的promise ，它不同於那些.then() 被呼叫的promise，promise 長長的鏈條有時會好些隱藏這個事實，不管如何，每次.then() 呼叫都會產生一個新的promise ，這裡必須注意的是你真正需要考慮的是你最後調用.then() 可能代表失敗，那麼如果你不捕獲這種失敗，那麼容易導致你的錯誤exception 消失

來看一個利用q 來處理這種問題的簡單範例：

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 的傳遞

then 方法會傳回一個promise，在下面這個例子中，我們用outputPromise 指向then 回傳的promise。

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

現在 outputPromise 就變成了受 function(fulfilled) 或 function(rejected) 控制狀態的 promise 了。直白的意思是：當 function(fulfilled) 或 function(rejected) 傳回一個值，例如字串，陣列，物件等等，那麼 outputPromise 的狀態就會變成 fulfilled。

在下面這個例子中，我們可以看到，當我們把inputPromise 的狀態通過defer.resovle() 變成fulfilled 時，控制台輸出fulfilled.

#當我們把inputPromise 的狀態透過defer.reject() 變成rejected，控制台輸出rejected

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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