JS異步模式與Promise模式 - 轉

引子

異步模式在web編程中變得越來越重要，對于web主流語言Javascript來說，這種模式實現起來不是很利索，為此，許多Javascript庫（比如 jQuery和Dojo）添加了一種稱為promise的抽象（有時也稱之為deferred）。通過這些庫，開發人員能夠在實際編程中使用 promise模式。

IE官方博客曾發表了一篇文章，詳細講述了如何使用XMLHttpRequest2來實踐promise模式。

我們來了解一下相關的概念和應用。

采用XMLHttpRequest的原生js實現功能

考慮這樣一個例子，某網頁存在異步操作（通過XMLHttpRequest2或者 Web Workers）。隨著Web 2.0技術的深入，瀏覽器端承受了越來越多的計算壓力，所以“并發”具有積極的意義。對于開發人員來說，既要保持頁面與用戶的交互不受影響，又要協調頁面與異步任務的關系，這種非線性執行的編程要求存在適應的困難。先拋開頁面交互不談，我們能夠想到對于異步調用需要處理兩種結果——成功操作和失敗處理。在成功的調用后，我們可能需要把返回的結果用在另一個Ajax請求中，這就會出現“函數連環套”的情況（在筆者的另一篇文章《NodeJS的異步編程風格》中有詳細的解釋）。這種情況會造成編程的復雜性，這被稱為Pyramid of Doom。
看看下面的例子，層層疊疊，很形象。

(function($) {$(function(){$("#btnUpdateDataAndUI").click(function(e) {$.get("http://myawesomeapi.io/api/people", function(data) {$(".rows").each(function() { var that = this; $(this).hover(function(e) { setTimeout(function() { $(that).fadeOut(); }, 1000); }); });});});}); })(jQuery);

看看下面的代碼示例（基于XMLHttpRequest2）：

function searchTwitter(term, onload, onerror) {var xhr, results, url;url = 'http://search.twitter.com/search.json?rpp=100&q=' + term;xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open('GET', url, true);xhr.onload = function (e) {if (this.status === 200) {results = JSON.parse(this.responseText);onload(results);}};xhr.onerror = function (e) {onerror(e);};xhr.send();}function handleError(error) {/* handle the error */}function concatResults() {/* order tweets by date */}function loadTweets() {var container = document.getElementById('container');searchTwitter('#IE10', function (data1) {searchTwitter('#IE9', function (data2) {/* Reshuffle due to date */var totalResults = concatResults(data1.results, data2.results);totalResults.forEach(function (tweet) {var el = document.createElement('li');el.innerText = tweet.text;container.appendChild(el);});}, handleError);}, handleError);}

上面的loadTweets代碼，其功能是獲取Twitter中hashtag為IE10和IE9的內容并在頁面中顯示出來。這種嵌套的回調函數難以理解，開發人員需要仔細分析哪些代碼用于應用的業務邏輯，而哪些代碼處理異步函數調用的，代碼結構支離破碎。錯誤處理也分解了，我們需要在各個地方檢測錯誤的發生并作出相應的處理。

為了降低異步編程的復雜性，開發人員一直尋找簡便的方法來處理異步操作。其中一種處理模式稱為promise，它代表了一種可能會長時間運行而且不一定必須完整的操作的結果。這種模式不會阻塞和等待長時間的操作完成，而是返回一個代表了承諾的（promised）結果的對象。

考慮這樣一個例子，頁面代碼需要訪問第三方的API，網絡延遲可能會造成響應時間較長，在這種情況下，采用異步編程不會影響整個頁面與用戶的交互。promise模式通常會實現一種稱為then的方法，用來注冊狀態變化時對應的回調函數。

比如下面的代碼示例：
searchTwitter(term).then(filterResults).then(displayResults);

promise模式狀態

promise模式在任何時刻都處于以下三種狀態之一：未完成（unfulfilled）、已完成（resolved）和拒絕（rejected）。以CommonJS Promise/A 標準為例，promise對象上的then方法負責添加針對已完成和拒絕狀態下的處理函數。then方法會返回另一個promise對象，以便于形成promise管道，這種返回promise對象的方式能夠支持開發人員把異步操作串聯起來，如then(resolvedHandler, rejectedHandler); 。resolvedHandler 回調函數在promise對象進入完成狀態時會觸發，并傳遞結果；rejectedHandler函數會在拒絕狀態下調用。

采用promise模式實現功能

有了promise模式，我們可以重新實現上面的Twitter示例。為了更好的理解實現方法，我們嘗試著從零開始構建一個promise模式的框架。首先需要一些對象來存儲promise。

var Promise = function () {/* initialize promise */ };

接下來，定義then方法，接受兩個參數用于處理完成和拒絕狀態。

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {/* invoke handlers based upon state transition */};

同時還需要兩個方法來執行理從未完成到已完成的resolve函數和從未完成到拒絕的狀態轉變reject函數。

Promise.prototype.resolve = function (value) {/* move from unfulfilled to resolved */};Promise.prototype.reject = function (error) {/* move from unfulfilled to rejected */};

現在搭建了一個promise的架子，我們可以繼續上面的示例，假設只獲取IE10的內容。創建一個方法來發送Ajax請求并將其封裝在promise中。這個promise對象分別在xhr.onload和xhr.onerror中指定了完成和拒絕狀態的轉變過程，請注意searchTwitter函數返回的正是promise對象。然后，在loadTweets中，使用then方法設置完成和拒絕狀態對應的回調函數。

function searchTwitter(term) {var url, xhr, results, promise;url = 'http://search.twitter.com/search.json?rpp=100&q=' + term;promise = new Promise(); // 創建的promise對象xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open('GET', url, true);xhr.onload = function (e) {if (this.status === 200) {results = JSON.parse(this.responseText);promise.resolve(results);}};xhr.onerror = function (e) {promise.reject(e);};xhr.send();// 返回promise對象return promise; }function loadTweets() {var container = document.getElementById('container');// 定義 promise 的 then方法用于處理數據searchTwitter('#IE10').then(function (data) {data.results.forEach(function (tweet) {var el = document.createElement('li');el.innerText = tweet.text;container.appendChild(el);});}, handleError); }

到目前為止，我們可以把promise模式應用于單個Ajax請求，似乎還體現不出promise的優勢來。下面來看看多個Ajax請求的并發協作。此時，我們需要另一個方法when來存儲準備調用的promise對象。一旦某個promise從未完成狀態轉化為完成或者拒絕狀態，then方法里對應的處理函數就會被調用。when方法在需要等待所有操作都完成的時候至關重要。

Promise.when = function () {/* handle promises arguments and queue each */ };

以剛才獲取IE10和IE9兩塊內容的場景為例，我們可以這樣來寫代碼：

var container, promise1, promise2; container = document.getElementById('container'); promise1 = searchTwitter('#IE10'); promise2 = searchTwitter('#IE9');//對得到的多個promise對象進行處理 Promise.when(promise1, promise2).then(function (data1, data2) {/* Reshuffle due to date */var totalResults = concatResults(data1.results, data2.results);totalResults.forEach(function (tweet) {var el = document.createElement('li');el.innerText = tweet.text;container.appendChild(el);}); }, handleError);

分析上面的代碼可知，when函數會等待兩個promise對象的狀態發生變化再做具體的處理。在實際的Promise庫中，when函數有很多變種，比如 when.some()、when.all()、when.any()等，讀者從函數名字中大概能猜出幾分意思來，詳細的說明可以參考CommonJS的一個promise實現when.js。

除了CommonJS，其他主流的Javascript框架如jQuery、Dojo等都存在自己的promise實現。開發人員應該好好利用這種模式來降低異步編程的復雜性。

我們選取Dojo為例，看一看它的實現有什么異同。

Dojo框架里實現promise模式的對象是Deferred，該對象也有then函數用于處理完成和拒絕狀態并支持串聯，同時還有resolve和reject，功能如之前所述。下面的代碼完成了Twitter的場景：

function searchTwitter(term) {var url, xhr, results, def;url = 'http://search.twitter.com/search.json?rpp=100&q=' + term;def = new dojo.Deferred();xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open('GET', url, true);xhr.onload = function (e) {if (this.status === 200) {results = JSON.parse(this.responseText);def.resolve(results);}};xhr.onerror = function (e) {def.reject(e);};xhr.send();return def; }dojo.ready(function () {var container = dojo.byId('container');searchTwitter('#IE10').then(function (data) {data.results.forEach(function (tweet) {dojo.create('li', {innerHTML: tweet.text}, container);});}); });

不僅如此，類似dojo.xhrGet方法返回的即是dojo.Deferred對象，所以無須自己包裝promise模式。

var deferred = dojo.xhrGet({url: "search.json",handleAs: "json" });deferred.then(function (data) {/* handle results */ }, function (error) {/* handle error */ });

除此之外，Dojo還引入了dojo.DeferredList,支持開發人員同時處理多個dojo.Deferred對象，這其實就是上面所提到的when方法的另一種表現形式。

dojo.require("dojo.DeferredList"); dojo.ready(function () {var container, def1, def2, defs;container = dojo.byId('container');def1 = searchTwitter('#IE10');def2 = searchTwitter('#IE9');defs = new dojo.DeferredList([def1, def2]);defs.then(function (data) {// Handle exceptionsif (!results[0][0] || !results[1][0]) {dojo.create("li", {innerHTML: 'an error occurred'}, container);return;}var totalResults = concatResults(data[0][1].results, data[1][1].results);totalResults.forEach(function (tweet) {dojo.create("li", {innerHTML: tweet.text}, container);});}); });

說到這里，讀者可能已經對promise模式有了一個比較完整的了解，異步編程會變得越來越重要，在這種情況下，我們需要找到辦法來降低復雜度，promise模式就是一個很好的例子，它的風格比較人性化，而且主流的JS框架提供了自己的實現。所以在編程實踐中，開發人員應該嘗試這種便捷的編程技巧。需要注意的是，promise模式的使用需要恰當地設置promise對象，在對應的事件中調用狀態轉換函數，并且在最后返回promise對象。

不僅僅是前端的JS庫，如今火熱的NodeJS平臺也出現了許多第三方的promise模塊，具體的清單可以訪問這里 async-flow。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JS异步模式与Promise模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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