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在學(xué)習(xí) Node.js 過程中接觸到了如何使用 async 來控制并發(fā)(使用 async 控制并發(fā))
async 的本質(zhì)是一個流程控制。其實(shí)在異步編程中,還有一個更為經(jīng)典的模型,叫做 Promise/Deferred 模型(當(dāng)然還有更多相關(guān)解決方法,比如 eventproxy,co 等,到時候遇到在挖坑)
首先,我們思考一個典型的異步編程模型,考慮這樣一個題目:讀取一個文件,在控制臺輸出這個文件內(nèi)容
var fs = require('fs'); fs.readFile('1.txt', 'utf8', function (err, data) { console.log(data); });
看起來很簡單,再進(jìn)一步: 讀取兩個文件,在控制臺輸出這兩個文件內(nèi)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); }); });
要是讀取更多的文件呢
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 來改善這段代碼,但是在本例中我們要用 promise/defer 來改善它
promise 基本概念
首先它是一個對象,它和 javascript 普通的對象沒什么區(qū)別,同時,它也是一種規(guī)范,跟異步操作約定了統(tǒng)一的接口,表示一個異步操作的最終結(jié)果,以同步的方式來寫代碼,執(zhí)行的操作是異步的,但又保證程序執(zhí)行的順序是同步的
1. promise 只有三種狀態(tài),未完成,完成 (fulfilled) 和失敗 (rejected)
2. promise 的狀態(tài)可以由未完成轉(zhuǎn)換成完成,或者未完成轉(zhuǎn)換成失敗
3. promise 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換只發(fā)生一次
promise 有一個 then 方法,then 方法可以接受 3 個函數(shù)作為參數(shù)。前兩個函數(shù)對應(yīng) promise 的兩種狀態(tài) fulfilled, rejected 的回調(diào)函數(shù)。第三個函數(shù)用于處理進(jìn)度信息
為了理解它,一些重要原理必須記牢:.then() 總是返回一個新的 promise,如下面代碼:
var promise = readFile() var promise2 = promise.then(readAnotherFile, console.error)
這里 then 的參數(shù) readAnotherFile, console.error 是代表異步操作成功后的動作 onFulfilled 或失敗后的動作 OnRejected,也就是說,讀取文件成功后執(zhí)行 readAnotherFile 函數(shù),否則失敗打印記錄錯誤。這種實(shí)現(xiàn)是兩個中只有一種可能
也可以理解為:
promiseSomething().then(function (fulfilled) { // 當(dāng) promise 狀態(tài)變成 fulfilled 時,調(diào)用此函數(shù) }, function (rejected) { // 當(dāng) promise 狀態(tài)變成 rejected 時,調(diào)用此函數(shù) }, function (progress) { // 當(dāng)返回進(jìn)度信息時,調(diào)用此函數(shù) });
Promise 法則有兩部分必須分離:
1. then() 總是返回一個新的 promise,每次你調(diào)用它,它不管回調(diào)做什么,因?yàn)?.then() 在回調(diào)被調(diào)用之前已經(jīng)給了你一個承諾 promise,回調(diào)的行為只影響承諾 promise 的實(shí)施,如果回調(diào)返回一個值,那么 promise 將使用那個值,如果這個值是一個 promise,返回這個 promise 實(shí)施后的值給這個值,如果回調(diào)拋出錯誤,promise 將拒絕錯誤
2. 被 .then() 返回的 promise 是一個新的 promise ,它不同于那些 .then() 被調(diào)用的 promise,promise 長長的鏈條有時會好些隱藏這個事實(shí),不管如何,每次 .then() 調(diào)用都會產(chǎn)生一個新的 promise,這里必須注意的是你真正需要考慮的是你最后調(diào)用 .then() 可能代表失敗,那么如果你不捕獲這種失敗,那么容易導(dǎo)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例子:
var Q = require('q'); var defer = Q.defer(); /** * 獲取初始 promise * @private */ function getInitialPromise() { return defer.promise; } /** * 為 promise 設(shè)置三種狀態(tài)的回調(diào)函數(shù) */ getInitialPromise().then(function (success) { console.log(success); }, function (error) { console.log(error); }, function (progress) { console.log(progress); }); defer.notify('in progress'); // 控制臺打印 in progress defer.resolve('resolve'); // 控制臺打印 resolve defer.reject('reject'); // 沒有輸出。promise 的狀態(tài)只能改變一次
promise 的傳遞
then 方法會返回一個 promise,在下面這個例子中,我們用 outputPromise 指向 then 返回的 promise。
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { }, function (rejected) { });
現(xiàn)在 outputPromise 就變成了受 function(fulfilled) 或者 function(rejected) 控制狀態(tài)的 promise 了。直白的意思就是:當(dāng) function(fulfilled) 或者 function(rejected) 返回一個值,比如一個字符串,數(shù)組,對象等等,那么 outputPromise 的狀態(tài)就會變成 fulfilled。
在下面這個例子中,我們可以看到,當(dāng)我們把 inputPromise 的狀態(tài)通過 defer.resovle() 變成 fulfilled 時,控制臺輸出 fulfilled.
當(dāng)我們把 inputPromise 的狀態(tài)通過 defer.reject() 變成 rejected,控制臺輸出 rejected
var Q = require('q'); var defer = Q.defer(); /** * 通過 defer 獲得 promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled) * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected 時,調(diào)用 function(rejected) * 將 then 返回的 promise 賦給 outputPromise * function(fulfilled) 和 function(rejected) 通過返回字符串將 outputPromise 的狀態(tài)由 * 未完成改變?yōu)?fulfilled * @private */ var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { return 'fulfilled'; }, function (rejected) { return 'rejected'; }); /** * 當(dāng) outputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled),控制臺打印 'fulfilled: fulfilled'。 * 當(dāng) outputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected, 調(diào)用 function(rejected), 控制臺打印 'rejected: rejected'。 */ outputPromise.then(function (fulfilled) { console.log('fulfilled: ' + fulfilled); }, function (rejected) { console.log('rejected: ' + rejected); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ defer.reject(); // 輸出 fulfilled: rejected /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 fulfilled */ //defer.resolve(); // 輸出 fulfilled: fulfilled
當(dāng) function(fulfilled) 或者 function(rejected) 拋出異常時,那么 outputPromise 的狀態(tài)就會變成 rejected
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); var defer = Q.defer(); /** * 通過 defer 獲得 promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled) * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected 時,調(diào)用 function(rejected) * 將 then 返回的 promise 賦給 outputPromise * function(fulfilled) 和 function(rejected) 通過拋出異常將 outputPromise 的狀態(tài)由 * 未完成改變?yōu)?reject * @private */ var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { throw new Error('fulfilled'); }, function (rejected) { throw new Error('rejected'); }); /** * 當(dāng) outputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled)。 * 當(dāng) outputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected, 調(diào)用 function(rejected)。 */ outputPromise.then(function (fulfilled) { console.log('fulfilled: ' + fulfilled); }, function (rejected) { console.log('rejected: ' + rejected); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ defer.reject(); // 控制臺打印 rejected [Error:rejected] /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 fulfilled */ //defer.resolve(); // 控制臺打印 rejected [Error:fulfilled]
當(dāng) function(fulfilled) 或者 function(rejected) 返回一個 promise 時,outputPromise 就會成為這個新的 promise.
這樣做的意義在于聚合結(jié)果 (Q.all),管理延時,異常恢復(fù)等等
比如說我們想要讀取一個文件的內(nèi)容,然后把這些內(nèi)容打印出來。可能會寫出這樣的代碼:
// 錯誤的寫法 var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { fs.readFile('test.txt', 'utf8', function (err, data) { return data; }); });
然而這樣寫是錯誤的,因?yàn)?function(fulfilled) 并沒有返回任何值。需要下面的方式:
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); var defer = Q.defer(); /** * 通過 defer 獲得promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil時,調(diào)用 function(fulfilled) * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected時,調(diào)用 function(rejected) * 將 then 返回的 promise 賦給 outputPromise * function(fulfilled) 將新的 promise 賦給 outputPromise * 未完成改變?yōu)?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'); }); /** * 當(dāng) outputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled),控制臺打印 test.txt 文件內(nèi)容。 * */ outputPromise.then(function (fulfilled) { console.log(fulfilled); }, function (rejected) { console.log(rejected); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ //defer.reject(); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 fulfilled */ defer.resolve(); // 控制臺打印出 test.txt 的內(nèi)容
方法傳遞
方法傳遞有些類似于 Java 中的 try 和 catch。當(dāng)一個異常沒有響應(yīng)的捕獲時,這個異常會接著往下傳遞
方法傳遞的含義是當(dāng)一個狀態(tài)沒有響應(yīng)的回調(diào)函數(shù),就會沿著 then 往下找
沒有提供 function(rejected)
var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { })
如果 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected, 此時對 rejected 的處理會由 outputPromise 來完成
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); var defer = Q.defer(); /** * 通過defer獲得promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 function(fulfilled) * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected 時,這個 rejected 會傳向 outputPromise */ var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { return 'fulfilled' }); outputPromise.then(function (fulfilled) { console.log('fulfilled: ' + fulfilled); }, function (rejected) { console.log('rejected: ' + rejected); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ defer.reject('inputpromise rejected'); // 控制臺打印 rejected: inputpromise rejected /** * 將 inputPromise的狀態(tài)由未完成變成fulfilled */ //defer.resolve();
沒有提供 function(fulfilled)
var outputPromise = getInputPromise().then(null, function (rejected) { })
如果 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 fulfilled, 此時對 fulfil 的處理會由 outputPromise 來完成
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); var defer = Q.defer(); /** * 通過defer獲得promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil時,傳遞給 outputPromise * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected時,調(diào)用 function(rejected) * function(fulfilled) 將新的 promise 賦給 outputPromise * 未完成改變?yōu)?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); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ // defer.reject('inputpromise rejected'); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成fulfilled */ defer.resolve('inputpromise fulfilled'); // 控制臺打印fulfilled: inputpromise fulfilled
可以使用 fail(function(error)) 來專門針對錯誤處理,而不是使用 then(null,function(error))
var outputPromise = getInputPromise().fail(function (error) { })
看這個例子:
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); var defer = Q.defer(); /** * 通過defer獲得promise * @private */ function getInputPromise() { return defer.promise; } /** * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 fulfil 時,調(diào)用 then(function(fulfilled)) * 當(dāng) inputPromise 狀態(tài)由未完成變成 rejected 時,調(diào)用 fail(function(error)) * function(fulfilled) 將新的 promise 賦給 outputPromise * 未完成改變?yōu)閞eject * @private */ var outputPromise = getInputPromise().then(function (fulfilled) { return fulfilled; }).fail(function (error) { console.log('fail: ' + error); }); /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 rejected */ defer.reject('inputpromise rejected');// 控制臺打印 fail: inputpromise rejected /** * 將 inputPromise 的狀態(tài)由未完成變成 fulfilled */ //defer.resolve('inputpromise fulfilled');
可以使用 progress(function (progress)) 來專門針對進(jìn)度信息進(jìn)行處理,而不是使用 then(function (success) { }, function (error) { }, function (progress) { })
var Q = require('q'); var defer = Q.defer(); /** * 獲取初始 promise * @private */ function getInitialPromise() { return defer.promise; } /** * 為 promise 設(shè)置 progress 信息處理函數(shù) */ var outputPromise = getInitialPromise().then(function (success) { }).progress(function (progress) { console.log(progress); }); defer.notify(1); defer.notify(2); // 控制臺打印 1,2
promise 鏈
promise 鏈提供了一種讓函數(shù)順序執(zhí)行的方法
函數(shù)順序執(zhí)行是很重要的一個功能。比如知道用戶名,需要根據(jù)用戶名從數(shù)據(jù)庫中找到相應(yīng)的用戶,然后將用戶信息傳給下一個函數(shù)進(jìn)行處理
var Q = require('q'); var defer = Q.defer(); // 一個模擬數(shù)據(jù)庫 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 鏈 getUsername().then(function (username) { return getUser(username); }).then(function (user) { console.log(user); }); defer.resolve('andrew');
我們通過兩個 then 達(dá)到讓函數(shù)順序執(zhí)行的目的。
then 的數(shù)量其實(shí)是沒有限制的。當(dāng)然,then 的數(shù)量過多,要手動把他們鏈接起來是很麻煩的。比如
foo(initialVal).then(bar).then(baz).then(qux)
這時我們需要用代碼來動態(tài)制造 promise 鏈
var funcs = [foo, bar, baz, qux] var result = Q(initialVal) funcs.forEach(function (func) { result = result.then(func) }) return result
當(dāng)然,我們可以再簡潔一點(diǎn)
var funcs = [foo, bar, baz, qux] funcs.reduce(function (pre, current),Q(initialVal){ return pre.then(current) })
看一個具體的例子
function foo(result) { console.log(result); return result + result; } // 手動鏈接 Q('hello').then(foo).then(foo).then(foo); // 控制臺輸出: hello // hellohello // hellohellohello // 動態(tài)鏈接 var funcs = [foo, foo, foo]; var result = Q('hello'); funcs.forEach(function (func) { result = result.then(func); }); // 精簡后的動態(tài)鏈接 funcs.reduce(function (prev, current) { return prev.then(current); }, Q('hello'));
對于 promise 鏈,最重要的是需要理解為什么這個鏈能夠順序執(zhí)行。如果能夠理解這點(diǎn),那么以后自己寫 promise 鏈可以說是輕車熟路啊
promise 組合
回到我們一開始讀取文件內(nèi)容的例子。如果現(xiàn)在讓我們把它改寫成 promise 鏈,是不是很簡單呢?
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; } } // 手動鏈接 printFileContent('sample01.txt')() .then(printFileContent('sample02.txt')) .then(printFileContent('sample03.txt')) .then(printFileContent('sample04.txt')); // 控制臺順序打印 sample01 到 sample04 的內(nèi)容
很有成就感是不是。然而如果仔細(xì)分析,我們會發(fā)現(xiàn)為什么要他們順序執(zhí)行呢,如果他們能夠并行執(zhí)行不是更好嗎? 我們只需要在他們都執(zhí)行完成之后,得到他們的執(zhí)行結(jié)果就可以了
我們可以通過 Q.all([promise1,promise2...]) 將多個 promise 組合成一個 promise 返回。 注意:
1. 當(dāng) all 里面所有的 promise 都 fulfil 時,Q.all 返回的 promise 狀態(tài)變成 fulfil
2. 當(dāng)任意一個 promise 被 reject 時,Q.all 返回的 promise 狀態(tài)立即變成 reject
我們來把上面讀取文件內(nèi)容的例子改成并行執(zhí)行吧
var Q = require('q'); var fs = require('fs'); /** *讀取文件內(nèi)容 *@private */ function printFileContent(fileName) { // Todo: 這段代碼不夠簡潔??梢允褂?Q.denodeify 來簡化 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); }); // 控制臺打印各個文件內(nèi)容 順序不一定
現(xiàn)在知道 Q.all 會在任意一個 promise 進(jìn)入 reject 狀態(tài)后立即進(jìn)入 reject 狀態(tài)。如果我們需要等到所有的 promise 都發(fā)生狀態(tài)后(有的 fulfil, 有的 reject),再轉(zhuǎn)換 Q.all 的狀態(tài), 這時我們可以使用 Q.allSettled
var Q = require('q'), fs = require('fs'); /** *讀取文件內(nèi)容 *@private */ function printFileContent(fileName) { // Todo: 這段代碼不夠簡潔。可以使用Q.denodeify來簡化 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); } ); });
結(jié)束 promise 鏈
通常,對于一個 promise 鏈,有兩種結(jié)束的方式。第一種方式是返回最后一個 promise
如 return foo().then(bar);
第二種方式就是通過 done 來結(jié)束 promise 鏈
如 foo().then(bar).done()
為什么需要通過 done 來結(jié)束一個 promise 鏈呢? 如果在我們的鏈中有錯誤沒有被處理,那么在一個正確結(jié)束的 promise 鏈中,這個沒被處理的錯誤會通過異常拋出
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; } /** * 沒有用 done() 結(jié)束的 promise 鏈 * 由于 getPromse('2',2000,'opt') 返回 rejected, getPromise('3',1000) 就沒有執(zhí)行 * 然后這個異常并沒有任何提醒,是一個潛在的 bug */ getPromise('1', 3000) .then(function () { return getPromise('2', 2000, 'opt') }) .then(function () { return getPromise('3', 1000) }); /** * 用 done() 結(jié)束的 promise 鏈 * 有異常拋出 */ getPromise('1', 3000) .then(function () { return getPromise('2', 2000, 'opt') }) .then(function () { return getPromise('3', 1000) }) .done();
附錄:一個 Promise 簡單的應(yīng)用(Node.js筆記(5)promise)
附:Promises/A+ 規(guī)范
promise 代表一個異步操作的最終結(jié)果。主要通過 promise 的 then 方法訂閱其最終結(jié)果的處理回調(diào)函數(shù),和訂閱因某原因無法成功獲取最終結(jié)果的處理回調(diào)函數(shù)。
更對詳細(xì)見:Promises/A+
A 與 A+ 的不同點(diǎn)
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持億速云。
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