深入理解JS异步编程：Promise原理、优势与局限

前言：JS异步编程背景

前言

JavaScript 基于单线程事件循环机制构建，回调函数不会立即执行，而是由事件轮询机制检测事件是否执行完毕。当异步操作完成并产生结果后，该结果会被放入回调函数的参数中，随后回调函数被添加到事件队列中等待执行。

同时，文章也指出了传统回调函数存在的几个主要问题：

首先是“回调地狱”问题。由于异步回调函数通常作为异步函数的参数层层嵌套，当嵌套层级过多时，代码逻辑会变得极其混乱。此外，这种结构使得错误捕捉和处理变得困难，开发者只能依赖在回调函数内部使用 try...catch 语句进行局部处理。

其次是回调的执行方式与自然语言的线性思维方式不符，导致代码可读性降低，不易被理解。

第三点是控制反转问题。如果异步函数由第三方库提供，当我们将回调函数传入时，无法确切知道异步函数在调用回调函数之外还执行了哪些操作，导致对执行流程的控制权部分丧失。

func1(() => {
func2(() => {
func3(() => {
func4(() => {
try {
...
} catch (err){
...
}
})
});
});
});

一、Promise 原理

一、Promise 原理

首先，Promise 中文译为“承诺”，它是 JavaScript 中的一种对象，表示一个承诺终将返回一个结果，无论该结果是成功还是失败。Promise 具有三种状态：等待中（pending）、完成（fullfilled）和失败（rejected）。Promise 的设计具有原子性，一旦状态从 pending 转换为 fullfilled 或 rejected，状态将不再改变。

var promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
console.log("Promise 构造器会立即执行");
setTimeout(function (){
if(true) {
resolve("完成");
} else {
reject("失败");
}
}, 1000);
})
promise1
.then((result) => {
// do something
console.log(result);
return 1
// return Promise.resolve(1); // 返回一个决议为成功的 promise 实例
// return Promise.reject("error"); // 返回一个决议为拒绝的 Promise 实例
})
.then((result) => {
// .then() 方法会返回一个 promise, 完成调用的参数为前一个 promise 的返回值或者决议值。
// do other things
console.log(result);
throw new Error("错误") // 抛出错误是隐式拒绝
})
.catch((error) => {
// 捕捉错误
console.log(error)
})
.then(() => {
// 还能继续执行！
})
.finally(() => {
// always do somethings
console.log("finally!")
})

二、Promise 的优势

二、Promise 的优势

1.链式调用

Promise 使用 then 方法后会返回一个新的 Promise 对象，便于传递状态数据。同时，链式写法接近于同步代码的写法，更符合人类的线性思维习惯。

2.错误捕捉

相比回调函数难以在外部捕捉错误的缺点，Promise 能够为一连串的异步调用提供统一的错误处理机制。

3.控制反转再反转

虽然第三方提供的异步函数无法保证回调函数的执行方式，但 Promise 的特性保证了异步函数只能被 resolve 一次，并且始终以异步的形式执行代码，从而重新夺回控制权。

4.并行处理与解决未决议问题

三、Promise 的不足

可以利用 Promise.all 和 Promise.race 来解决 Promise 始终未决议以及并行 Promise 嵌套的问题。

三、Promise 的不足

1.每个 .then() 都是一个独立的作用域

如果存在多个 .then() 方法，就会创建多个独立的作用域。在这种情况下，只能通过在外层包裹一层函数作用域的闭包来共享状态数据。

2.无法取消单个 .then()

当 Promise 链中任意一个 .then() 方法执行出错后，尽管可以通过 catch 方法进行错误处理，但并不会中断整个 Promise 链的后续执行。

3.无法得知进度

四、Promise 应用与总结

由于 Promise 只能从 pending 状态转换为 fullfilled 或 rejected 状态，因此无法在 pending 阶段获取具体的执行进度。

// Promise 封装 ajax
function fetch(method, url, data){
return new Promise((resolve, reject) => {
var xhr = new XMLHttpRequest();
var method = method || "GET";
var data = data || null;
xhr.open(method, url, true);
xhr.onreadystatechange = function() {
if(xhr.status === 200 && xhr.readyState === 4){
resolve(xhr.responseText);
} else {
reject(xhr.responseText);
}
}
xhr.send(data);
})
}
// 使用
fetch("GET", "/some/url.json", null)
.then(result => {
console.log(result);
})
// 封装 nodejs error first 风格回调
function readFile(url) {
return new Promise((resolve, reject) => {
fs.readFile(url,'utf8', (err, data) => {
if(err) {
reject(err);
return;
}
resolve(data)
}) 
})
}

四、Promise 应用

Promise 是 ES6 提出的简化异步流程控制新规范，强调异步任务的完成状态且具有原子性，这使得我们的代码更容易追踪和维护。Promise 在事件轮询中属于异步事件队列中的微任务，而微任务总是一次性全部执行，而宏任务是每轮轮询执行一个。

Promise 是 ES6 提出的简化异步流程控制的新规范，它强调异步任务的完成状态且具有原子性，这使得代码更容易追踪和维护。在事件轮询机制中，Promise 属于异步事件队列中的微任务，而微任务的特点是总是一次性全部执行；相比之下，宏任务是每轮轮询执行一个。