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曜彤.手记

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Promise A+ 调用详谈


Promise A+ 规范是对 Promise A 规范的增强和补充,本文不会对 Promise A+ 规范进行详细的讲解,而会从应用的角度来对 Promise A+ 规范的实现流程进行梳理。我们会以 ES6 的 Promise A+ 实现的常用应用方式入手,最后从几段代码的剖析中结束文章内容。

我们最常见的实现了 Promise A+ 规范的 Promise 对象用法如下代码所示。将需要耗时的异步操作放在 Promise 的“构造函数”里,当异步操作执行完后,根据 Promise A+ 规范,Promise 对象会返回一个 thenable 的对象。即一个含有 then 方法的对象或函数。then 方法中两个参数分别对应 Promise 对象的 resolve 状态和 reject 状态的结果(即一个成功结果,一个失败结果)回调函数,相应的结果会作为参数传递到对应的回调函数中。示例代码如下所示:

new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    return resolve("SUCCESS");
    // return reject("FAIL");
  }, 2000);
}).then((resolveResult) => {
  console.log(resolveResult);
}, (rejectMessage) => {
  console.error(rejectMessage);
});

一个 Promise 对象应该含有三个状态:Pending 状态(可以迁移至另外两个状态)、Resolve 状态以及 Reject 状态。处于 Resolve 或 Reject 状态的 Promise 必须含有一个不可变的终止结果,即恒等(===)的结果,该结果不能在传递时中途被改变。

官方的 Promise A+ 规范中并没有提供对 Promise.allPromise.race 方法的规范定义。对于处理 Reject 状态的回调,我们也可以用以下方式的 Promise.prototype.catch 方式来处理:

new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    return resolve("SUCCESS");
    // return reject("FAIL");
  }, 2000);
}).then((resolveResult) => {
  console.log(resolveResult);
}).catch((rejectMessage) => {
  console.error(rejectMessage);
});

这里要讨论下 then 方法中两个参数方法的回调时机,可以看如下代码:

console.log("script start");

setTimeout(function() {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log("promise1");
}).then(function() {
  console.log("promise2");
});
console.log("script end");

首先,要区分浏览器在解释执行 JS 脚本时存在的两个任务队列,分别是 “TaskQueue” 和 “Microtasks” 这两个任务队列。这两个队列分别对应处理以下相关事情。TaskQueue 主要负责存放和处理 script(脚本代码), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering 相关的任务;Microtasks 主要负责存放处理 process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver 相关的任务。浏览器在解析 JS 代码时会优先执行 TaskQueue 中的排队任务,然后再执行 Microtasks 中的任务,接下来就是循环上述处理流程,直到所有任务均已完成。

运行脚本时,解释器会把当前 script 的运行作为第一个 task 放入 TaskQueue 中,首先输出 “script start”,接下来绑定 setTimeout。而 setTimeout 的回调函数则是作为 TaskQueue 中的第二个 task 来执行的,因此它会被放到 TaskQueue 中位于 script 任务之后。接下来 Promise 的 then 回调函数会被作为 Microtasks 中的第一个任务来执行。当最后一条日志 “script end” 被输出后,TaskQueue 中的第一个 script 任务执行完毕,此时解释器会开始处理 Microtasks 中的任务。这里需要注意的是,只有在 Microtasks 中的任务被全部处理完毕后,解释器才会开始新一轮的 TaskQueue 处理,即处理 TaskQueue 中的下一个任务。在处理 Microtasks 队列的任务时会连续输出 Promise 对象回调函数中的结果。

下面的代码可以加深你对 TaskQueue 和 Microtasks 的印象和理解。

<div class="outer">
  <div class="inner"></div>
</div>
var outer = document.querySelector(".outer");
var inner = document.querySelector(".inner");

// DOM 监听器;
new MutationObserver(function() {
  console.log("mutate");
}).observe(outer, {
  attributes: true
});

// 事件监听器;
function onClick() {
  console.log("click");

  setTimeout(function() {
    console.log("timeout");
  }, 0);

  Promise.resolve().then(function() {
    console.log("promise");
  });

  outer.setAttribute("data-random", Math.random());
}

inner.addEventListener("click", onClick);
outer.addEventListener("click", onClick);

首先,仍然是 script 作为 TaskQueue 的第一个任务来执行,绑定事件,设置 DOM 观察器。接下来点击 inner 区域,click 事件分发作为第一个 TaskQueue 的任务开始执行,接下来 setTimeout 的回调函数被作为 TaskQueue 的第二个任务进行排队。Promise 的状态回调函数作为任务被放入 Microtasks 队列,同理 setAttribute 触发了 MutationObserver 的绑定事件,这个事件也被作为任务放入了 Microtasks 队列中。当 Microtasks 中的任务执行完成后,由于事件冒泡机制,当前的 click 分发继续执行(事件分发包括处理冒泡的过程,不会在 TaskQueue 中新增任务),直到最后。

根据规范,Microtasks 存在的意义是:在当前 task 执行完,准备进行 I/O,repaint,redraw 等原生操作之前,需要执行一些低延迟的异步操作,使得浏览器渲染和原生运算变得更加流畅。这里的低延迟异步操作就是 Microtasks。原生的 setTimeout 就算是将延迟设置为 0 也仍然会有 4 ms 的延迟,它会将一个完整的 task 放进队列延迟执行,而且每个 task 之间会进行渲染等原生操作。假如每执行一个异步操作都要重新生成一个 task,将提高宿主平台的负担和响应时间。所以,需要有一个概念,在进行下一个 task 之前,将当前 task 生成的低延迟的,与下一个 task 无关的异步操作执行完,这就是 Microtasks。

说些其他的问题。如果是在 Node 环境下,setTimeout(fn, 0)setImmediate 两个函数谁先被触发?可以看到之前我们提到的,setTimeoutsetImmediate 的回调函数均会被放到 TaskQueue 中来执行,为了解决这个问题,我们来看下 Node 中 timer 的实现过程:

// https://github.com/nodejs/node-v0.x-archive/blob/master/lib/timers.js
exports.setTimeout = function(callback, after) {
  var timer;

  after *= 1; // coalesce to number or NaN

  if (!(after >= 1 && after <= TIMEOUT_MAX)) {
    after = 1; // schedule on next tick, follows browser behaviour
  }

  timer = new Timeout(after);
  ...

我们可以看到,setTimeout(fn, 0) 最终会被转换成 setTimeout(fn, 1) 来执行。因此从某种程度上来说,setImmediate 会先于 setTimeout(fn, 0)执行。但是无论如何,在 Node 中请直接使用 setImmediate 来执行异步方法。因为 setTimeout 在创建过程中可能涉及到红黑树的创建,性能较低。



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