引子

本文写给有一定Promise使用经验的人，如果你还没有使用过Promise，这篇文章可能不适合你，建议先了解Promise的使用

本篇文章整体架构的大图如下，接下来会一步一步去实现一个 Promise。

Promise 类

首先呢，promise肯定是一个类，同时还定义了 resolve 和 reject 方法。

function Promise(executor) {
 // 初始化state为等待态    
 this.state = 'pending';
 // 成功的值
 this.value = undefined;
 // 失败的原因
 this.reason = undefined;
 // 存放 fn1 的回调
 this.fn1Callbacks = [];
 // 存放 fn2 的回调
 this.fn2Callbacks = [];
  // 成功
 let resolve = () => { };
 // 失败
 let reject = () => { };
 // 立即执行
 executor(resolve, reject);
}

上面的代码实现了Promise构造函数的主体，但有两个问题：

executor有可能会出错，对吧，毕竟是用户传进来的方法，类似下面这样。如果executor出错，报错我们需要用 try catch 捕获一下，Promise应该被其throw出的值reject：
```
new Promise(function(resolve, reject) {
  console.log(a)  // a 没有被定义
})
```
resolve 、reject 还是空函数，我们需要在里面补上逻辑。

接下来继续完善：

function Promise(executor){
    // 初始化state为等待态
    this.state = 'pending';
    // 成功的值
    this.value = undefined;
    // 失败的原因
    this.reason = undefined;
    let resolve = value => {
        // state改变,resolve调用就会失败
        if (this.state === 'pending') {
            // resolve调用后，state转化为成功态
            this.state = 'fulfilled';
            // 储存成功的值
            this.value = value;
        }
    };
    let reject = reason => {
        // state改变,reject调用就会失败
        if (this.state === 'pending') {
            // reject调用后，state转化为失败态
            this.state = 'rejected';
            // 储存失败的原因
            this.reason = reason;
        }
    };
    // 如果executor执行报错，直接执行reject
    try{
        executor(resolve, reject);
    } catch (err) {
        reject(err);
    }
}

用一张图小结一下：

上面的代码不算特别复杂，下面的then 方法有点复杂。

实现 then 方法

Promise对象有一个then方法，用来注册在这个Promise状态确定后的回调。当Promise的状态发生了改变，不论是成功或是失败都会调用then方法

then 方法使用方法如下：

// then 方法传入两个方法作为参数，一个是fn1方法，一个是 fn2 方法
p1.then(function fn1(data){
    // fn1 方法的参数，用于获取promise对象的值
}, function fn2(err){
    // fn1 方法的参数，用于获取失败的原因
})

从上面的例子，很明显，我们得出结论：

then方法可以在 p1 实例上调用。因此then 方法的实现是在Promise的 prototype上。
then方法会返回一个Promise，而且是返回一个新的Promise(详情)对象。
可以多次调用then方法，也就是链式调用，并且每次会返回一个新Promise对象，Promise 状态是不确定的，可能是 fullfilled, 也可能是 resolve，取决于那一次调用then时， fn1 的返回值。

所以，then方法的实现也很简单，根据Promise 状态来调用不同的回调函数即可

下面是 then 方法的思路图：

下面我们来实现 then 方法：

// then方法接收两个参数，fn1，fn2，分别为Promise成功或失败后的回调
Promise.prototype.then = function(fn1, fn2) {
  var self = this
  var promise2

  // 首先对入参 fn1, fn2做判断
  fn1 = typeof fn1 === 'function' ? fn1 : function(v) {}
  fn2 = typeof fn2 === 'function' ? fn2 : function(r) {}

  if (self.status === 'resolved') {
    return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
        //todo
    })
  }

  if (self.status === 'rejected') {
    return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
       //todo
    })
  }

  if (self.status === 'pending') {
    return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
       // todo
    })
  }
}

首先，对入参 fn1, fn2做判断。规范中说，fn1和 fn2 都是可选参数。

也就是说可以传也可以不传。传入的回调函数也不是一个函数类型，那怎么办？规范中说忽略它就好了。因此需要判断一下回调函数的类型，如果明确是个函数再执行它。

其次，Promise总共有三种可能的状态，我们分三个if块来处理，在里面分别都返回一个new Promise。

所以，接下来的逻辑是：

如果 promise 状态是 resolved，需要执行 fn1 ；
如果 promise 状态是 rejected，需要执行fn2 ；
如果 promise 状态是 pending，我们并不能确定调用 fn1 还是 fn2 ，只能先把方法都保存在 fn1Callback, fn2Callback 数组中。等到Promise的状态确定后再处理。

根据上面的逻辑，填充下面代码：

Promise.prototype.then = function(fn1, fn2) {
    var self = this
    var promise2
    fn1 = typeof fn1 === 'function' ? fn1 : function(v) {}
    fn2 = typeof fn2 === 'function' ? fn2 : function(r) {}
    if (self.status === 'resolved') {
        return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
            // 把 fn1、fn2 放在 try catch 里面，毕竟 fn1、fn2 是用户传入的，报错嘛，很常见
            try {
                var x = fn1(self.data)
                // fn1 执行后，会有返回值，通过 resolve 注入到 then 返回的 promise 中
                resolve(x)
            } catch (e) {
                reject(e)                
            }
        })
    }
    if (self.status === 'rejected') {
        return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
            try {
                var x = fn2(self.data)
                reject(x)
            } catch (e) {
                reject(e)
            }
        })
    }
    if (self.status === 'pending') {
        return promise2 = new Promise(function(resolve, reject) {
            this.fn1Callback.push(function(value){
                try {
                    var x = fn1(self.data);
                    resolve(x)
                } catch (e) {
                    reject(e)
                }
            })
            this.fn2Callback.push(function(value) {
                try {
                    var x = fn2(self.data);
                    reject(x)
                } catch (e) {
                    reject(e)
                }
            })
        })
    }
}

fn1, fn2 都是用户传入的，有可能报错唉，所以要放在 try catch 里面
fn1, fn2 的返回值，我们记为 x, 规范中的命名也是 x，保持一致。 x 值将在下文中频繁使用。

then 函数本质是把fn1 的返回值，包装成一个 promise 返回出去。问题是，fn1 的返回值是开发者写的，可能千奇百怪。上面代码中，假定 x 是一个普通值。其实实际上，x 有不同的情况，我们得去分别处理：

如果 x 是一个普通值，如同上面的代码，直接使用 resolve 方法，then 就可以返回一个正常的promise
```
return new Promise((resolve) => {
    var x = fn1(self.data);    
    resolve(x)
})
```

如果 x 是一个 promise ，需要等待这个 promise 状态变化, 拿到fullfilled 的值。然后我们代码再改一改，增加一个判断

return new Promise((resolve) => {
     var x = fn1(self.data);
     if (x instanceof Promise) {
        x.then((data) => {resolve(data)}, (e) => {reject(e)})
     } else {
         resolve(x)
     }
})

根据规定，我们需要兼容各种百花齐放的写法，比如说，如果 x 是一个对象，并且对象有 then 方法，也就是所谓的 thenable 对象，则我们得这样处理：

return new Promise((resolve) => {
    var x = fn1(self.data);
    if (x instanceof Promise) {
        x.then((data) => {resolve(data)}, (e) => {reject(e)})
    } else if (typeof x.then === 'function'){
        x.then(function(y){
            resolve(y)
        }, function(e){
            reject(e)
        })
    } else {
        resolve(x)
    }
})

上面，我们新增了一些逻辑，为了处理 x 返回值的各种情况。我们需要把这些逻辑，挪到一个 resolvePromise 方法中，resolvePromise 负责把各种稀奇古怪的 x 包装成一个正常的 promise 。

resolvePromise

resolvePromise 方法，就是为了把 x 包裹成一个正常的promise

function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
    // 为了防止循环引用
    if (promise2 === x) {
        return reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise!'));
    }
    // 如果 x 是 promise
    if (x instanceof Promise) {
        x.then(function (data) {
            resolve(data)
        }, function (e) {
            reject(e)
        });
        return;
    }
    
    // 如果 x 是 object 类型或者是 function
    if ((x !== null) && ((typeof x === 'object') || (typeof x === 'function'))) {
        // 拿x.then可能会报错
        try {
            // 先拿到 x.then
            var then = x.then;
            var called
            if (typeof then === 'function') {
                // 这里的写法，是 then.call(this, fn1, fn2)
                then.call(x, (y) => {
                    // called 是干什么用的呢？
                    // 有一些 promise 实现的不是很规范，瞎搞的，比如说，fn1, fn2 本应执行一个，
                    // 但是有些then实现里面，fn1, fn2都会执行
                    // 为了 fn1 和 fn2 只能调用一个, 设置一个 called 标志位
                    if (called) {
                        return;
                    }
                    called = true;
                    return resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                }, (r) => {
                    if (called) {
                        return;
                    }
                    called = true;
                    return reject(r);
                });
            } else {
                resolve(x);
            }
        } catch (e) {
            if (called) {
                return;
            }
            return reject(e);
        }
    } else {
        resolve(x);
    }
}

上面代码，需要注意的地方:

var then = x.then 这一行代码可能会报错，需要用 try catch 包一下。为什么取对象上的属性有报错的可能？Promise有很多实现（bluebird，Q等），Promises/A+只是一个规范，大家都按此规范来实现Promise才有可能通用，因此所有出错的可能都要考虑到，假设另一个人实现的Promise对象使用Object.defineProperty()恶意的在取值时抛错，我们可以防止代码出现Bug。
如果对象中有then，且then是函数类型，就可以认为是一个Promise对象，之后，使用x作为this来调用then方法。
如果 x === promise2，则是会造成循环引用，自己等待自己完成，则报“循环引用”错误。 x 和 promise2 是同一个是什么情况呢？
```
let p2 = p1.then(function(data){
 console.log(data)
 return p2;
})
```
上面的例子中，p1.then() 的返回值是p2 ，fn1的返回值也是 p2。这会存在什么问题呢？promise 如果不手动的调用 resolve 方法，是没有办法修改状态的。p2 的状态没法改变，没法自己改动自己的状态，永远不会被 fullfilled 、rejected
我们需要不同的Promise实现能够相互交互，即我们要把fn1 / fn2的返回值，x，当成一个可能是Promise的对象，也即标准里所说的thenable，并以最保险的方式调用x上的then方法。如果大家都按照标准实现，那么不同的Promise之间就可以交互了。而标准为了保险起见，即使x返回了一个带有then属性但并不遵循Promise标准的对象（比如说这个x把它then里的两个参数都调用了，同步或者异步调用（PS，原则上then的两个参数需要异步调用，下文会讲到），或者是出错后又调用了它们，或者then根本不是一个函数），也能尽可能正确处理。

then 里面的函数需要异步执行

最后，我们刚刚说到，原则上，promise.then(onResolved, onRejected)里的这两相函数需要异步调用，关于这一点，标准里也有说明：

In practice, this requirement ensures that onFulfilled and onRejected execute asynchronously, after the event loop turn in which then is called, and with a fresh stack.

那么如何将同步代码变成异步执行呢？可以使用setTimeout函数来模拟一下：

setTimeout(()=>{
    //此入的代码会异步执行
},0);

利用此技巧，将代码then执行处的所有地方使用setTimeout变为异步即可，举个栗子：

setTimeout(() => {
    try {
        let x = fn1(value);
        resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
    } catch (e) {
        reject(e);
    }
},0);

promise 主体结构

// 1. 定义 status 状态
// 2. fn1, fn2 的数组
// 3. 定义 resolve reject 方法
// 4. executor 执行
function Promise(executor) {
    let self = this;
    
    self.status = 'pending';
    self.fn1Callback = [];
    self.fn2Callback = [];
    
    // resolve 做到事情
    // 1. 修改this 实例的状态
    // 2. 修改this 这里的data
    // 3. 遍历执行 this fn1Callback 上挂载的方法
    function resolve(value) {
        if (value instanceof Promise) {
            return value.then(resolve, reject);
        }
        setTimeout(() => { // 异步执行所有的回调函数
            if (self.status === 'pending') {
                self.status = 'resolved';
                self.data = value;
                for (let i = 0; i < self.fn1Callback.length; i++) {
                    self.fn1Callback[i](value);
                }
            }
        });
    }
    function reject(reason) {
        setTimeout(() => { // 异步执行所有的回调函数
            if (self.status === 'pending') {
                self.status = 'rejected';
                self.data = reason;
                for (let i = 0; i < self.fn2Callback.length; i++) {
                    self.fn2Callback[i](reason);
                }
            }
        });
    }
    
    try {
        executor(resolve, reject);
    } catch (reason) {
        reject(reason);
    }
}

// 1. 参数校验
// 2. 根据 statue, 执行 fn1, fn2 或者把 执行fn1, fn2的行为保存在数组
// 3. 把 fn1，fn2 的返回值, 使用 resolvePromise 包裹成 promise
Promise.prototype.then = function (fn1, fn2) {
    let self = this;
    let promise2;
    fn1 = typeof fn1 === 'function' ? fn1 : function (v) {
        return v;
    };
    fn2 = typeof fn2 === 'function' ? fn2 : function (r) {
        throw r;
    };
    
    // 执行到 then, 并不确定 promise 状态已经是 resolved
    if (self.status === 'resolved') {
        // then() 执行后，返回一个promise, promise 的值
        return promise2 = new Promise(((resolve, reject) => {
            setTimeout(() => { // 异步执行onResolved
                try {
                    // 执行 fn1()，拿到结果 x
                    // fn1是用户传入的，那fn1返回值, 可能性可就多了
                    let x = fn1(self.data);
                    // 如果 x 是简单值，直接 resolve(x);
                    // resolve(x);
                    // 需要使用 resolvePromise 方法封装
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (reason) {
                    reject(reason);
                }
            });
        }));
    }
    
    if (self.status === 'rejected') {
        return promise2 = new Promise(((resolve, reject) => {
            setTimeout(() => { // 异步执行onRejected
                try {
                    let x = fn2(self.data);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (reason) {
                    reject(reason);
                }
            });
        }));
    }
    
    if (self.status === 'pending') {
        // 这里之所以没有异步执行，是因为这些函数必然会被resolve或reject调用，而resolve或reject函数里的内容已是异步执行，构造函数里的定义
        return promise2 = new Promise(((resolve, reject) => {
            // 先定义一个方法，把方法 挂载到 onResolvedCallback 数组上
            // 方法里面 就是 调用传入的 fn1
            self.onResolvedCallback.push((value) => {
                try {
                    let x = fn1(value);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (r) {
                    reject(r);
                }
            });
            
            self.onRejectedCallback.push((reason) => {
                try {
                    let x = fn2(reason);
                    resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
                } catch (r) {
                    reject(r);
                }
            });
        }));
    }
};

// 1. 普通值
// 2. promise 值
// 3. thenable 的值，执行 then
function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
    // 为了防止循环引用
    if (promise2 === x) {
        return reject(new TypeError('Chaining cycle detected for promise!'));
    }
    // 如果 x 是 promise
    if (x instanceof Promise) {
        x.then(function (data) {
            resolve(data)
        }, function (e) {
            reject(e)
        });
        return;
    }
    
    // 如果 x 是 object 类型或者是 function
    if ((x !== null) && ((typeof x === 'object') || (typeof x === 'function'))) {
        // 拿x.then可能会报错
        try {
            // 先拿到 x.then
            var then = x.then;
            var called
            if (typeof then === 'function') {
                // 这里的写法，是 then.call(this, fn1, fn2)
                then.call(x, (y) => {
                    // called 是干什么用的呢？
                    // 有一些 promise 实现的不是很规范，瞎搞的，比如说，fn1, fn2 本应执行一个，
                    // 但是有些then实现里面，fn1, fn2都会执行
                    // 为了 fn1 和 fn2 只能调用一个, 设置一个 called 标志位
                    if (called) {
                        return;
                    }
                    called = true;
                    return resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
                }, (r) => {
                    if (called) {
                        return;
                    }
                    called = true;
                    return reject(r);
                });
            } else {
                resolve(x);
            }
        } catch (e) {
            if (called) {
                return;
            }
            return reject(e);
        }
    } else {
        resolve(x);
    }
}

手写 Promise.all

Promise.all 需要等到所有的 promise 的状态都变成 fulfilled 之后才 resolve, 但只要有一个 promise 失败即返回失败的结果。

Promise.all = function (arr) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        if (!Array.isArray(arr)) {
            throw new Error(`argument must be a array`)
        }
        let dataArr = [];
        let num = 0;
        for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
            let p = arr[i];
            p.then((data) => {
                dataArr.push(data);
                num ++;
                if (num === arr.length) {
                    return resolve(data)
                }
            }).catch((e) => {
                return reject(e)
            })
        }
    })
}

手写 Promise.retry

retry 是报错会尝试，尝试超过一定次数才真正的 reject

Promise.retry = function(getData, times, delay) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        function attemp() {
            getData().then((data) => {
                resolve(data)
            }).catch((err) => {
                if (times === 0) {
                    reject(err)
                } else {
                    times--
                    setTimeout(attemp, delay)
                }
            })
        }
        attemp()
    })
}

满分的测试

好不容易写好的Promise源码，最终是否真的符合Promises/A+规范，开源社区提供了一个包用于测试我们的代码：promises-aplus-tests

此包可以一项项的检查我们写的代码是否合规，如果有任一项不符就会给我们报出来，如果检查你的代码一路都是绿色，那恭喜，你的Proimse已经合法了，可以上线提供给别人使用了。

本文发布于 github 博客链接：github.com/dujuncheng/… ，未来会长期更新，欢迎关注 star

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