JavaScript 是一门单线程的语言
,因此同一个时间只能做一件事情,这意味着所有任务都需要排队,前一个任务执行完,才会执行下一个任务。但是,如果前一个任务的执行时间很长,那么后一个任务就需要一直等待,这样就会造成页面的渲染不连贯,严重影响用户体验。
因此,JavaScript 在设计的时候,就已经考虑到这个问题,主线程无需等待这些耗时任务执行完成(此时这些耗时任务正在执行中),先运行排在后面的任务,等到这些耗时任务有了结果后,再回过头执行他们,因此,所有任务可以分成两种,一种是同步任务,另一种是异步任务。(总结:因为是单线程,所以必须异步。)
同步任务
指的是,在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务。
异步任务
指的是,不进入主线程,而进入”任务队列”(task queue)的任务,只有”任务队列”通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程执行。
他们的区别就是在这条主线程上执行顺序的不同。全部同步任务执行完成后,才会去执行异步任务,遇到同步任务,如果他不执行,程序会卡在那,后面的任务无法执行,遇到异步任务,程序不会卡住,而是继续执行后面的任务。
总结:如果同步任务没有执行完,异步任务是不会执行的。
JS 是单线程运行的,异步是基于回调函数实现的,事件循环机制(Event Loop)就是异步回调实现的原理。
JavaScript 运行机制,别名事件循环(EventLoop)
总结:只要主线程空了,就会去读取”任务队列”,这个过程是循环不断的,这就是 JavaScript 的异步执行机制,也叫事件循环。
注意点:
异步任务和异步任务的回调函数不一样,任务队列存放的是异步任务的回调函数。
放入任务队列的时机并不是一遇到异步任务就放入,若遇到异步任务,则将其放置到宿主环境中。如果在宿主环境中的异步任务达到了执行的条件,则将所要执行的回调函数放入任务队列中,比如说遇到了一个1s的定时器setTimeout,那就是1s后才将回调函数放到任务队列中。
栈是一种先出后出的数据结构,压在栈底的最慢被执行,队列是一种先进先出的数据结构,先去到队列的任务,优先被执行。
异步任务分为 微任务 和 宏任务,也就是任务队列分为 微任务队列 和 宏任务队列。
微任务的触发时机是早于宏任务的,因为微任务是在 DOM 渲染前执行,宏任务是在 DOM 渲染后执行。
微任务: Promise,async,await,nextTick 等等
宏任务: setTimeout,setInterval,ajax,DOM事件 等等
Promise 是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案(回调函数和事件)更合理和更强大。它由社区最早提出和实现,ES6 将其写进了语言标准,统一了用法,原生提供了 Promise 对象。
所谓 Promise,简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promise 是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise 提供统一的 API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。
Promise 对象的特点:
(1)对象的状态不受外界影响
。
Promise 对象代表一个异步操作,有三种状态:等待状态(pending)、成功状态(resolved)、失败状态(rejected)。只有异步操作的结果,可以决定当前是哪一种状态,任何其他操作都无法改变这个状态。这也是 Promise 这个名字的由来,它的英语意思就是“承诺”,表示其他手段无法改变。
(2)一旦状态改变,就不会再变,任何时候都可以得到这个结果
。
Promise 对象的状态改变,只有两种可能:从 pending 变为 fulfilled 和从 pending 变为 rejected 。只要这两种情况发生,状态就凝固了,不会再变了,会一直保持这个结果,这时就称为 resolved(已定型)。如果改变已经发生了,你再对 Promise 对象添加回调函数,也会立即得到这个结果。这与事件(Event)完全不同,事件的特点是,如果你错过了它,再去监听,是得不到结果的。
Promise 对象的优点:
(1)实现了将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。(回调地狱)
(2)提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。
Promise 对象的缺点:
(1)无法取消 Promise,一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。
(2)如果不设置回调函数,Promise 内部抛出的错误,不会反应到外部。
(3)当处于 pending 状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)。
ES6 规定,Promise 对象是一个构造函数,用来生成 Promise 实例。
Promise 构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是 resolve 和 reject。它们是两个函数,由 JavaScript 引擎提供,不用自己部署。
参数 | 说明 |
---|---|
resolve 函数 | 将 Promise对象的状态从等待状态 -> 成功状态; 在异步操作成功时调用,并将异步操作的结果,作为参数传递出去; 会触发后续的 then 回调函数。 |
reject 函数 | 将 Promise对象的状态从等待状态 -> 失败状态; 在异步操作失败时调用,并将异步操作报出的错误,作为参数传递出去; 会触发 catch 回调函数。 |
// 这里的 resolve reject 只是一个形参,可以取任意名字,但是我们约定直接使用 resolve reject 。
const promise = new Promise(function(resolve, reject) {
// ... some code
if (/* 异步操作成功 */){
resolve(value)
} else {
reject(error)
}
})
Promise 新建后就会立即执行。
let promise = new Promise(function(resolve, reject) {
console.log('Promise')
resolve()
})
promise.then(function() {
console.log('resolved.')
})
console.log('Hi!')
// Promise
// Hi!
// resolved
上面代码中,Promise 新建后立即执行,所以首先输出的是 Promise。然后,then 方法指定的回调函数,将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行,所以 resolved 最后输出。
调用 resolve 或 reject 并不会终结 Promise 的参数函数的执行。
new Promise((resolve, reject) => {
resolve(1)
console.log(2)
}).then(r => {
console.log(r)
})
// 2
// 1
上面代码中,调用 resolve(1) 以后,后面的 console.log(2) 还是会执行,并且会首先打印出来。这是因为立即 resolved 的 Promise 是在本轮事件循环的末尾执行,总是晚于本轮循环的同步任务。
一般来说,调用 resolve 或 reject 以后,Promise 的使命就完成了,后继操作应该放到 then 方法里面,而不应该直接写在 resolve 或 reject 的后面。所以,最好在它们前面加上 return 语句,这样就不会有意外。
new Promise((resolve, reject) => {
return resolve(1)
// 后面的语句不会执行
console.log(2)
})
Promise 实例具有 then 方法,也就是说,then 方法是定义在原型对象 Promise.prototype 上的。它的作用是为 Promise 实例添加状态改变时的回调函数。
then 方法的第一个参数是 resolved 状态的回调函数,第二个参数是 rejected 状态的回调函数,它们都是可选的。
1、then 方法的两个回调函数什么时候执行。
pending -> resolved 时,执行 then 的第一个回调函数;
pending -> rejected 时,执行 then 的第二个回调函数。
2、then 方法执行后的返回值。
then 方法执行后默认自动返回一个新的 Promise 对象。
3、then 方法返回的 Promise 对象的状态改变。
then 方法其实默认返回的是 undefined,即:return undefined,但是 ES6 的机制规定:当 then 返回 undefined 时,那么会将这个 undefined 包装成一个 Promise,并且这个 Promise 默认调用了 resolve() 方法(成功态),并且把 undefined 作为了 resolve() 的参数,相当于:
const p = new Promise((resolve, reject) => {
resolve()
})
p.then(() => {
// 默认会执行这一条
// return undefined
}, () => {
})
// 实际上,return 会包装为一个 Promise 对象,同时默认执行 resolve(),并把 return 的值作为 resolve() 的参数
/*
return new Promise(resolve => {
resolve(undefined);
})
*/
// -----------------------------
// 如果我们在这个返回的 Promise 上继续调用 then 方法,并接收参数的话,可以发现 then 中成功接收到了被 Promise 包装后的参数
const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
resolve()
})
p2.then(() => {
// 默认会执行这一条
// return undefined
}).then(data => {
console.log(data) // 打印 undefined
return 24 // 手动 return 一个值
// 相当于:return new Promise(resolve => {resolve(24)})
}).then((data) => {
console.log(data) // 打印 24
})
如果我们要让 then 返回一个失败状态的 Promise,那么我们可以手动 return 一个 Promise 并执行 reject() 方法。
const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
resolve()
})
p3.then(() => {
// 手动返回一个调用了 reject 的 Promise
return new Promise((resolve, reject) => {
reject('失败')
})
}).then(() => {}, errData => {
console.log(errData) // 失败
})
总结:
- Promise 是一个构造函数,需要 new 才能使用。在 new Promise() 的时候需要传递一个匿名回调函数作为 Promise() 唯一的参数,这个回调函数有两个参数 resolve reject,这两个参数也是函数,当回调函数执行第一个 resolve 函数后 Promise 便变为了成功状态,反之回调函数执行了 reject 后 Promise 便变为了失败状态,且每个 Promise 只能要么执行 resolve,要么执行 reject,不能同时执行!
- 当 Promise 被 new 之后就会有一个 then 方法,该方法默认接收两个匿名回调函数作为参数,其中第一个回调函数是在 Promise 为成功状态时自动调用的,反之第二个回调函数是在 Promise 为失败状态时自动调用的,并且这两个回调函数是可以接收参数的,参数就来自于 resolve 或 reject 调用时传递的实参!
- 在 then 方法执行后会默认返回 undefined(在没有指定返回值的情况下),ES6 会将其包装为一个新的成功态的 Promise,该 Promise 会自动执行 resolve 函数,该函数的参数来自于 then 方法的返回值(如果没有返回值那么默认就返回 undefined)。如果需要返回一个失败态的 Promise,那么需要在 then 中手动指定返回值:return new Promise((resolve, reject) => { reject(参数) }
Promise.prototype.catch() 方法是 .then(null, rejection) 或 .then(undefined, rejection) 的别名,用于指定发生错误时的回调函数。
new Promise((resolve, reject) => {
reject('失败')
}).then(res => {
console.log(res)
}).catch(err => {
console.log(err) // 失败
})
// -------------------------------------
// 上面的代码本质上等同于
new Promise((resolve, reject) => {
reject('失败')
}).then(res => {
console.log(res)
}).then(null, err => {
console.log(err) // 失败
})
在 Promise 中,一但出现了错误状态,那么这个错误是不会消失的,会一直向下传递,直到遇到可以处理错误的函数。
由于 catch 是 then 的特例,所以 catch 依旧返回的是一个 Promise 对象,我们可以在 catch 后继续调用 then。
new Promise((resolve, reject) => {
reject('失败')
}).then(res => {
console.log(res)
}).catch(err => {
console.log(err) // 失败
return '测试'
}).then(res => {
console.log(res) // 测试
})
一般总是建议,Promise 对象后面要跟一个或多个 catch 方法,这样可以处理 Promise 内部发生的错误!
Promise.prototype.finally() 方法用于指定不管 Promise 对象最后状态如何,都会执行的操作。该方法是 ES2018 引入标准的。
finally 方法的回调函数不接受任何参数,这意味着没有办法知道,前面的 Promise 状态到底是 fulfilled 还是 rejected 。这表明,finally 方法里面的操作,应该是与状态无关的,不依赖于 Promise 的执行结果。
finally 本质上是 then 方法的特例。
// 不管 promise 最后的状态,在执行完 then 或 catch 指定的回调函数以后,都会执行 finally 方法指定的回调函数。
promise
.then(result => {···})
.catch(error => {···})
.finally(() => {···})
promise
.finally(() => {
// 语句
})
// 等同于
promise
.then(
result => {
// 语句
return result
},
error => {
// 语句
throw error
}
)
finally:主要是用来处理一些必做操作,比如在操作数据库之后(无论成功与否)都要关闭数据库连接。
server.listen(port)
.then(function () {
// ...
})
.finally(server.stop)
Promise.all() 方法用于将多个 Promise 实例,包装成一个新的 Promise 实例。
Promise.all() 方法接受一个数组作为参数,p1、p2、p3 都是 Promise 实例,如果不是,就会先调用 Promise.resolve 方法,将参数转为 Promise 实例,再进一步处理。另外,Promise.all() 方法的参数可以不是数组,但必须具有 Iterator 接口,且返回的每个成员都是 Promise 实例。
const p = Promise.all([p1, p2, p3])
p 的状态由 p1、p2、p3 决定,分成两种情况。
(1)只有 p1、p2、p3 的状态都变成 fulfilled,p 的状态才会变成 fulfilled,此时 p1、p2、p3 的返回值组成一个数组,传递给 p 的回调函数。
(2)只要 p1、p2、p3 之中有一个被 rejected,p 的状态就变成 rejected,此时第一个被 reject 的实例的返回值,会传递给 p 的回调函数。
const p1 = new Promise((resolve,reject)=>{
resolve('请求成功')
})
const p2 = new Promise((resolve,reject)=>{
resolve('上传成功')
})
const p3 = Promise.reject('error')
Promise.all([p1, p2]).then(data => {
console.log(data) // data为一个数组 ['请求成功', '上传成功']
}).catch(err => {
console.log(err)
})
Promise.all([p1, p2, p3]).then(data => {
console.log(data)
}).catch(err => {
console.log(err) // 失败 打印结果为 'error'
})
Promise.race() 方法将多个 Promise 实例,包装成一个新的 Promise 实例。
Promise.race() 方法的参数与 Promise.all() 方法一样,如果不是 Promise 实例,就会先调用 Promise.resolve() 方法,将参数转为 Promise 实例,再进一步处理。
const p = Promise.race([p1, p2, p3])
p 的状态由 p1、p2、p3 决定。
p1、p2、p3之中有一个实例率先改变状态,p 的状态就跟着改变。那个率先改变的 Promise 实例的返回值,就传递给 p 的回调函数。
const p = Promise.race([
fetch('/resource-that-may-take-a-while'),
new Promise(function (resolve, reject) {
setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 5000)
})
])
p
.then(console.log)
.catch(console.error)
上面代码中,如果 5 秒之内 fetch 方法无法返回结果,变量 p 的状态就会变为 rejected,从而触发 catch 方法指定的回调函数。
Promise.allSettled() 方法,用来确定一组异步操作是否都结束了(不管成功或失败)。
Promise.allSettled() 方法接受一个数组作为参数,数组的每个成员都是一个 Promise 对象,并返回一个新的 Promise 对象。只有等到参数数组的所有 Promise 对象都发生状态变更(不管是 fulfilled 还是 rejected),返回的 Promise 对象才会发生状态变更。
const promises = [
fetch('/api-1'),
fetch('/api-2'),
fetch('/api-3')
]
await Promise.allSettled(promises)
removeLoadingIndicator()
上面示例中,数组 promises 包含了三个请求,只有等到这三个请求都结束了(不管请求成功还是失败),removeLoadingIndicator() 才会执行。
该方法返回的新的 Promise 实例,一旦发生状态变更,状态总是 fulfilled,不会变成 rejected。 状态变成 fulfilled 后,它的回调函数会接收到一个数组作为参数,该数组的每个成员对应前面数组的每个 Promise 对象。
const resolved = Promise.resolve(42)
const rejected = Promise.reject(-1)
const allSettledPromise = Promise.allSettled([resolved, rejected])
allSettledPromise.then(function (results) {
console.log(results)
})
// [
// { status: 'fulfilled', value: 42 },
// { status: 'rejected', reason: -1 }
// ]
上面代码中,Promise.allSettled() 的返回值 allSettledPromise,状态只可能变成 fulfilled。它的回调函数接收到的参数是数组 results。该数组的每个成员都是一个对象,对应传入 Promise.allSettled() 的数组里面的两个 Promise 对象。
results 的每个成员是一个对象,对象的格式是固定的,对应异步操作的结果。
// 异步操作成功时
{ status: 'fulfilled', value: value }
// 异步操作失败时
{ status: 'rejected', reason: reason }
成员对象的 status 属性的值只可能是字符串 fulfilled 或字符串 rejected,用来区分异步操作是成功还是失败。如果是成功(fulfilled),对象会有 value 属性,如果是失败(rejected),会有 reason 属性,对应两种状态时前面异步操作的返回值。
下面是返回值的用法例子。
const promises = [ fetch('index.html'), fetch('https://does-not-exist/') ]
const results = await Promise.allSettled(promises)
// 过滤出成功的请求
const successfulPromises = results.filter(p => p.status === 'fulfilled')
// 过滤出失败的请求,并输出原因
const errors = results
.filter(p => p.status === 'rejected')
.map(p => p.reason)
ES2021 引入了 Promise.any() 方法。该方法接受一组 Promise 实例作为参数,包装成一个新的 Promise 实例返回。
只要参数实例有一个变成 fulfilled 状态,包装实例就会变成 fulfilled 状态;如果所有参数实例都变成 rejected 状态,包装实例就会变成 rejected 状态。
Promise.any([
fetch('https://v8.dev/').then(() => 'home'),
fetch('https://v8.dev/blog').then(() => 'blog'),
fetch('https://v8.dev/docs').then(() => 'docs')
]).then((first) => { // 只要有一个 fetch() 请求成功
console.log(first)
}).catch((error) => { // 所有三个 fetch() 全部请求失败
console.log(error)
})
Promise.any() 跟 Promise.race() 方法很像,只有一点不同,就是 Promise.any() 不会因为某个 Promise 变成rejected 状态而结束,必须等到所有参数 Promise 变成 rejected 状态才会结束。
下面是 Promise() 与 await 命令结合使用的例子。
const promises = [
fetch('/endpoint-a').then(() => 'a'),
fetch('/endpoint-b').then(() => 'b'),
fetch('/endpoint-c').then(() => 'c'),
]
try {
const success = await Promise.any(promises)
console.log(success)
} catch (error) {
console.log(error)
}
上面代码中,Promise.any() 方法的参数数组包含三个 Promise 操作。其中只要有一个变成 fulfilled,Promise.any() 返回的 Promise 对象就变成 fulfilled。如果所有三个操作都变成 rejected,那么 await 命令就会抛出错误。
Promise.any() 抛出的错误是一个 AggregateError 实例,这个 AggregateError 实例对象的 errors 属性是一个数组,包含了所有成员的错误。
下面是一个例子。
var resolved = Promise.resolve(42)
var rejected = Promise.reject(-1)
var alsoRejected = Promise.reject(Infinity)
Promise.any([resolved, rejected, alsoRejected]).then(function (result) {
console.log(result); // 42
})
Promise.any([rejected, alsoRejected]).catch(function (results) {
console.log(results instanceof AggregateError) // true
console.log(results.errors) // [-1, Infinity]
})
Promise.resolve() 方法,用于将现有对象转为 Promise 对象。
Promise.resolve('foo')
// 等价于
new Promise(resolve => resolve('foo'))
Promise.resolve() 方法的参数:
(1)参数为一般参数
如果参数是一个原始值,或者是一个不具有 then() 方法的对象,则 Promise.resolve() 方法返回一个新的 Promise 对象,状态为 resolved。
const p = Promise.resolve('Hello')
p.then(function (s) {
console.log(s)
})
// Hello
(2)参数是一个 Promise 实例
如果参数是 Promise 实例,那么 Promise.resolve 将不做任何修改、原封不动地返回这个实例。
(3)不带有任何参数
Promise.resolve() 方法允许调用时不带参数,直接返回一个 resolved 状态的 Promise 对象。
所以,如果希望得到一个 Promise 对象,比较方便的方法就是直接调用 Promise.resolve() 方法。
const p = Promise.resolve()
p.then(function () {
// ...
})
(4)参数是一个 thenable 对象(了解即可)
当接收一个含 then 方法的对象时,Promise.resolve() 会直接调用 then 方法。
thenable 对象指的是具有 then 方法的对象。
const thenable = {
then() {
console.log('then')
}
}
Promise.resolve(thenable).then(
res => console.log('res ' + res),
err => console.log('err ' + err)
)
console.log(Promise.resolve(thenable))
// Promise { <pending> }
// then
// 为什么不会执行 then 中的两个回调函数呢?
// 可见,当接收一个含 then 方法的对象时,默认返回一个 Promise 并且是等待状态的,没有状态的变化,那么就不可能会执行 then 的回调函数
// 如果我们要改变这个返回的 Promise 对象的状态,并让 then 的回调对应处理的话,ES6 规定了以下写法:
const thenable02 = {
then(resolve, reject) {
console.log('then')
resolve('then')
}
}
Promise.resolve(thenable02).then(
res => console.log('res ' + res),
err => console.log('err ' + err)
)
// then
// res then
Promise.reject(reason) 方法也会返回一个新的 Promise 实例,该实例的状态为 rejected。
const p = Promise.reject('出错了')
// 等同于
const p = new Promise((resolve, reject) => reject('出错了'))
p.then(null, function (s) {
console.log(s)
})
// 出错了
上面代码生成一个 Promise 对象的实例 p,状态为 rejected,回调函数会立即执行。
Promise.reject() 方法的参数,会原封不动地作为 reject 的理由,变成后续方法的参数。
Promise.reject('出错了')
.catch(e => {
console.log(e === '出错了')
})
// true
实际开发中,经常遇到一种情况:不知道或者不想区分,函数 f 是同步函数还是异步操作,但是想用 Promise 来处理它。因为这样就可以不管 f 是否包含异步操作,都用 then 方法指定下一步流程,用 catch 方法处理 f 抛出的错误。一般就会采用下面的写法。
Promise.resolve().then(f)
上面的写法有一个缺点,就是如果 f 是同步函数,那么它会在本轮事件循环的末尾执行。
// 函数 f 是同步的,但是用 Promise 包装了以后,就变成异步执行了。
const f = () => console.log('now')
Promise.resolve().then(f)
console.log('next')
// next
// now
Promise.try 方法让同步函数同步执行,异步函数异步执行,并且让它们具有统一的 API 。
const f = () => console.log('now')
Promise.try(f)
console.log('next')
// now
// next
database.users.get() 返回一个 Promise 对象,如果抛出异步错误,可以用 catch 方法捕获。但是 database.users.get() 可能还会抛出同步错误(比如数据库连接错误,具体要看实现方法),这时你就不得不用 try…catch 去捕获。
事实上,Promise.try 就是模拟 try 代码块,就像 promise.catch 模拟的是 catch 代码块。
// 统一用 promise.catch() 捕获所有同步和异步的错误。
Promise.try(() => database.users.get({id: userId}))
.then(...)
.catch(...)
// ----------------------
// 等同于
try {
database.users.get({id: userId})
.then(...)
.catch(...)
} catch (e) {
// ...
}
异步加载:也称为图片的预加载。利用 js 代码提前加载图片,用户需要时可以直接从本地缓存获取,但是会增加服务器前端的压力。这样做可以提高用户的体验,因为同步加载大图片的时候,图片会一层一层的显示处理,但是经过预加载后,直接显示出整张图片。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8"/>
<title>Promise 的应用</title>
<style>
#img {
width: 24%;
padding: 24px;
}
</style>
</head>
<body>
<!-- 一般加载图片方式 -->
<!-- <img src="https://scpic.chinaz.net/files/pic/pic9/202009/apic27858.jpg" /> -->
<img src="" alt="" id="img">
<script>
// 异步加载图片函数(参数:图片路径)
const loadImgAsync = url => {
return new Promise((resolve, reject) => {
const img = new Image() // 创建一个图片对象
img.onload = () => { // 图片成功加载触发事件
resolve(img)
}
img.onerror = () => { // 图片加载失败触发事件
reject(new Error(`Could not load image at ${url}`))
}
// 这个放在 onload 与 onerror 之后
// 一但给 img.src 赋值,那么便立马开始发送请求加载图片(在后台加载,页面上不会显示)
// 注意:这里的 src 是 img 对象的属性,与 html 中 img 的 src 无关
img.src = url
})
}
const imgDOM = document.getElementById('img')
loadImgAsync('https://scpic.chinaz.net/files/pic/pic9/202009/apic27858.jpg')
.then(img => {
// 如果加载成功,那么把后台缓存的图片显示到页面上
imgDOM.src = img.src
})
.catch(err => {
console.log(err)
})
</script>
</body>
</html>