Promises 与 JavaScript 异步编程

Question

在如今都追求用户体验的时代，Ajax 应用真的是无所不在。加上这些年浏览器技术、HTML5 以及 CSS3 等的发展，越来越多的富 Web 应用出现，在给与我们良好体验的同时，Web 开发人员在背后需要处理越来越多的异步回调逻辑，这篇文章整理了我认为比较重要的一些点以及容易理解错的地方，使大家对 Promise 对象以及异步编程有更深的认识。

嵌套式回调

setTimeout(function() {
    setTimeout(function() {
    // do something
    }, 10)
}, 100);

$.ajax(url, function() {
        $.ajax(url2, function() {
                $.ajax(url3, function() {
            // do something
        });
    });
});

可是问题来了，当我们的嵌套越多，代码结构层级会变得越来越深。首先是阅读上会变得困难，其次是强耦合，接口变得不好扩展。我们需要一种模式来解决这种问题，这就是 Promises 所要做的事情。

异步函数类型

Javascript里异步函数可以分为两大类型：

• I/O函数（Ajax、script）
• 计时函数（setTimeout、setInterval、setImmediate）

异步函数异常捕获

try {
    setTimeout(function A() {
        setTimeout(function B() {
            setTimeout(function C() {
                throw new Error('Error');
            }, 0);
        }, 0);
    }, 0);
} catch (e) {}

运行以上代码，A、B、C 被添加到事件队列里，异常触发时，A、B 已被移出事件队列，内存堆栈里只存在 C，此时的异常不被 try 捕获，只会流向应用程序未捕获异常处理器。

所以在异步函数里，不能使用 try/catch 捕获异常。

分布式事件

JavaScript 的事件核心是事件分发机制，通过对发布者绑定订阅句柄来达到异步相响应的目的：

document.onclick = function() {
    // click
}；

PubSub（Publish/Subscribe 发布/订阅）模式，就是这么一种模式，通过订阅发布者的事件响应来达到多层分发解耦的目的。

以下是一个简单版本的 PubSub 模式实现：

var PubSub = (function() {
    var _handlers = {};
    return {
        // 订阅事件
        on: function(eventType, handler) {
            if (!_handlers[eventType]) {
                _handlers[eventType] = [];
            }
        if (typeof handler == 'function') {
            _handlers[eventType].push(handler);
        }
        },
        //发布事件
        emit: function(eventType) {
            var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
            var handlers = _handlers[eventType] || [];
            for (var i = 0, len = handlers.length; i < len; i++) {
                handlers[i].apply(null, args)
            }
        }
    };
})();

Promises/A 规范

CommonJS 之 Promises/A 规范是 Kris Zyp 于 2009 年提出来的，它通过规范 API 接口来简化异步编程，使我们的异步逻辑代码更易理解。

遵循 Promises/A 规范的实现我们称之为 Promise 对象，Promise 对象有且仅有三种状态：unfulfilled（未完成）、 fulfilled（已完成）、failed（失败/拒绝），而且状态变化只能从 unfulfilled 到fulfilled，或者 unfulfilled 到 failed。

Promise 对象需实现一个 then 接口

then(fulfilledHandler, errorHandler, progressHandler)

then 接口接收一个成功回调（fulfilledHandler）与一个失败回调（errorHandler），progressHandler 触发回调是可选的，Promise 对象没有强制去回调此句柄。

then 方法的实现需要返回一个新的 Promise 对象，以形成链式调用，或者叫 Promise 管道。

为了实现状态的转变，我们还需要实现另外两个接口：

• resolve：实现状态由未完成到已完成
• reject：实现状态由未完成到拒绝（失败）

这样子我们开篇所说的嵌套式回调就可以这样子写了：

// 这里假设 Promise 是一个已实现的 Promise 对象
function asyncFn1() {
    var p = new Promise();
    setTimeout(function() {
        console.log(1);
        p.resolve(); // 标记为已完成
    }, 2000);
    return p;
}
function asyncFn2() {
    var p = new Promise();
    setTimeout(function() {
        console.log(2);
        p.reject('error'); // 标记为拒绝
    }, 1000);
    return p;
}

asyncFn1()
    .then(function() {
        return asyncFn2();
    }).then(function() {
        console.log('done');
    }, function(err) {
        console.log(err);
    });

有了 Promise，我们可以以同步的思维去编写异步的逻辑了。在同步函数的世界里，有 2 个非常重要的概念：

• 有返回值
• 可以抛出异常

Promise 不仅仅是一种可以链式调用的对象，更深层次里，它为异步函数与同步函数提供了一种更加直接的对应关系。

上面我们说过，在异步函数里，不能使用 try/catch 捕获异常，因此也不能抛出异常。有了 Promise，只要我们显式定义了 errorHandler ，那么我们就可以做到像同步函数那样的异常捕获了。