web前端面试题：你能读懂的Promise源码实现（手写代码）

Promise是web前端工程师在面试的过程中很难绕过的一个坎。如果您目前处于对Promise一知半解，或仅仅是停留在可以使用的层面上，建议您跟着本文敲打练习一遍，相信您一定会有所收获！另外文章有点长……

一、实现Promise以下功能：

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve("成功");
})
p1.then(value => {
    // 成功
    console.log(value);
})

const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
    reject("失败");
})
p2.then(undefined, reason => {
    // 失败
    console.log(reason);
})

const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
    throw "异常"
})
p3.then(undefined, reason => {
    // 异常
    console.log(reason);
})

1、根据上面的代码，我们不难推断出其基本的结构：

/*
* 创建一个构造函数 Promise
* 该函数接收一个 executor 执行函数
* */
function Promise(executor) {

}
/*
* 为 Promise 函数增加 then 方法;
* then 方法接收两个类型为 function 的参数;
* 第一个参数onResolved为成功时调用的函数;
* 第二个参数onRejected为失败时调用的函数;
* */
Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {

}

2、Promise 对象存在三种状态：Pending(进行中)、resolved(已成功)、rejected(已失败)。我们可以将其设置为三个常量：

// 进行中状态
const _PENDING="pending";
// 已成功状态
const _RESOLVED="resolved";
// 已失败状态
const _REJECTED="rejected";

3、我们在实例化Promise时，resolve或reject函数将会得到执行，一旦执行其实例的状态会由pending更改为resolved或rejected，然后在原型对象方法then当中进行接收。所以我们要干以下几个事情：

• 实例中创建两个属性status与value
• 创建内部函数_resolve与_reject用于更新status与value
• 立即执行executor函数

代码如下：

function Promise(executor){
    /****** 1、实例中创建两个属性`status`与`value` ******/
    // 设置状态初始值为 pending
    this.status = _PENDING;
    // 设置初始值为 undefined
    this.value = undefined;
   /****** 2、创建内部函数`_resolve`与`_reject`用于更新`status`与`value` ******/
    // 成功时执行
    function _resolve(value) {
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _RESOLVED;
        // 保存成功的数据
        this.value = value;
    }
    // 失败时执行
    function _reject(reason) {
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _REJECTED;
        // 保存失败的数据
        this.value = reason;
    }
    /****** 3、立即执行`executor`函数 ******/
    try{
        // 立即执行 executor
        executor(_resolve.bind(this),_reject.bind(this))
    }catch (err) {
        _reject.call(this,err);
    }
}

4、我们需要在then函数内，根据实例的状态state来判断要执行onResolved成功函数，还是onRejected失败函数。Promise的核心then函数初始代码如下：

Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {
    switch (this.status) {
        // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
        case _RESOLVED:
            onResolved(this.value);
            break
        // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
        case _REJECTED:
            onRejected(this.value);
            break
    }
}

5、当前已完成代码如下：

// 进行中状态
const _PENDING="pending";
// 已成功状态
const _RESOLVED="resolved";
// 已失败状态
const _REJECTED="rejected";
/*
* 创建一个构造函数 Promise
* 该函数接收一个 executor 执行函数
* */
function Promise(executor){
    // 设置状态初始值为 pending
    this.status = _PENDING;
    // 设置初始值为 undefined
    this.value = undefined;
    // 成功时执行
    function _resolve(value) {
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _RESOLVED;
        // 保存成功的数据
        this.value = value;
    }
    // 失败时执行
    function _reject(reason) {
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _REJECTED;
        // 保存失败的数据
        this.value = reason;
    }
    try{
        // 立即执行 executor
        executor(_resolve.bind(this),_reject.bind(this))
    }catch (err) {
        _reject.call(this,err);
    }
}
/*
* 为 Promise 函数增加 then 方法;
* then 方法接收两个类型为 function 的参数;
* 第一个参数onResolved为成功时调用的函数;
* 第二个参数onRejected为失败时调用的函数;
* */
Promise.prototype.then = function (onResolved,onRejected) {
    switch (this.status) {
        // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
        case _RESOLVED:
            onResolved(this.value);
            break
        // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
        case _REJECTED:
            onRejected(this.value);
            break
    }
}

二、Promise的状态state只允许更改一次

Promise即承诺，一旦承诺便会给予结果，且结果是不允许更改的。也就是说状态state一旦确定便不可更改。

const p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve("成功");
    reject("失败");
})
p1.then(value => {
    // 不会执行
    console.log(value);
},reason=>{
    // 输出：失败
    console.log(reason);
})

以上代码正确的输出应该是成功，而我们自己封装的Promise输出结果却为失败！说明我们的state被reject("失败")进行了二次更改，原因很简单：我们没有对当前的状态进行判断。
所以我们要对_resolve与_reject进行调整，分别在其函数体内增加对当前状态的判断，如果不是初始状态pending则不会继续更新状态及数据。
在构造函数Promise中找到_resolve与_reject函数，代码调整如下：

// 成功时执行
function _resolve(value) {
    // 如果为pending退出函数
    if (this.status !== "pending")
        return;
    // 修改 promise 对象的状态为 resolve
    this.status = _RESOLVED;
    // 保存成功的数据
    this.value = value;
}
// 失败时执行
function _reject(reason) {
    // 如果为pending退出函数
    if (this.status !== "pending")
        return;
    // 修改 promise 对象的状态为 resolve
    this.status = _REJECTED;
    // 保存失败的数据
    this.value = reason;
}

接下来，再来执行最初的程序，输出为成功，说明状态只允许被更新一次了！

三、then函数是异步的

因为then函数是异步的，所以在正常情况下，以下代码的输出应该为：1 2 3。但是采用我们自己封装的Promise,其结果却为1 3 2。原因：我们并未对then函数进行异步的处理。

const p = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1);
    resolve("成功");
})
p.then(value=>{
    console.log(3);
    console.log()
})
console.log(2);

接下来，进入到then函数中。我们只需要将执行回调的代码用setTimeout进行包裹即可：

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    switch (this.status) {
        // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
        case _RESOLVED:
            // 通过 setTimeout 让代码异步执行
            setTimeout(() => {
                onResolved(this.value);
            })
            break
        // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
        case _REJECTED:
            // 通过 setTimeout 让代码异步执行
            setTimeout(() => {
                onRejected(this.value);
            })
            break
    }
}

再来执行，结果为1 2 3。问题顺利解决！

四、完成Promise的连缀调用（核心）

const p = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve("成功");
})
const result = p.then();
// 输出status为 resolved 的 Promise 实例
console.log(result);

const p2 = new Promise((resolve, reject) => {
    reject("失败");
})
const result2 = p2.then();
// 输出status为 resolved 的 Promise 实例
console.log(result2);

const p3 = new Promise((resolve, reject) => {
    throw "异常"
})
const result3 = p3.then();
// 输出status为 rejected 的 Promise 实例
console.log(result3);

1、正常情况下，上方代码不管成功与失败，then 函数的返回结果始终应该是一个Promise实例，且其状态均为resolved。如果出现异常报错，则返回的状态为rejected，如下：

但是，我们目前的then函数是没有返回值的，所以我们只能得到一个undefined，并且由于我们未给予then函数相对应的参数（类型为函数），还给我们飘红报错了：Uncaught TypeError: onResolved is not a function。

所以接下来，我们要做三件事：1、验证参数是否为函数。 2、让then函数直接返回Promise 3、更改promise的状态：异常执行reject，其它均执行resolve

• 验证参数是否为函数：

 // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => { throw error };

• 让then函数返回promise，then函数完整代码如下：

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
        onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
        onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
            throw error
        };
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    onResolved(this.value);
                });
                break
            // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    onRejected(this.value);
                });
                break
        }
    })
}

• 更改Promise的状态：异常执行reject,其它均执行resolve，并传值。

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
        onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
        onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
            throw error
        };
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
                    try {
                        onResolved(this.value);
                        // 无异常执行resolve
                        resolve(this.value);
                    } catch (err) {
                        // 出现异常，执行reject
                        reject(err);
                    }
                });
                break
            // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
                    try {
                        onRejected(this.value);
                        // 无异常执行resolve
                        resolve(this.value);
                    } catch (err) {
                        // 出现异常，执行reject
                        reject(err);
                    }
                });
                break
        }
    })
}

接下来，通过咱们封装的程序，可以得到准确的数据了：

2、我们知道then在其回调函数中返回非Promise的数据，最终得到的result是一个为resolved状态的Promise（成功的状态），倘若返回的是一个Promise数据，那么最终得到的便是该Promise的状态（成功或失败的状态），例如：

const p = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve("成功");
})
const result = p.then(value=>{
    return "返回字符串"+value;
});
console.log("result",result);

const result2 = p.then(value=>{
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        resolve("成功的Promise")
    })
});
console.log("result2",result2);

const result3 = p.then(value=>{
    return new Promise((resolve,reject)=>{
        reject("失败的Promise")
    })
});
console.log("result3",result3);

应该是这样的结果：

但是，通过我们自己封装的Promise得到的结果都是一样的：

• 原因：没有在then函数中判断onResolved与onRejected返回类型。
• 解决：判断onResolved与onRejected的返回结果是否为Promise，如果是Promise，则将其状态与then要返回的Promise状态设为一致。

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
        onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
        onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
            throw error
        };
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
                    try {
                        let result = onResolved(this.value);
                        // 判断返回结果是否为Promise类型
                        if(result instanceof Promise){
                            // result.then(v => {
                            //     // 成功,修改返回的 Promise 状态为成功
                            //     resolve(v);
                            // }, r => {
                            //     // 失败,修改返回的 Promise 状态为失败
                            //     reject(r);
                            // });

                            // result 是 promise，下面这行代码是上方代码的简写形式
                            result.then(resolve,reject);
                        }else{
                            // 非Promise类型，将结果直接传递过去
                            resolve(result);
                        }
                    } catch (err) {
                        // 出现异常，执行reject
                        reject(err);
                    }
                });
                break
            // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
                    try {
                        let result = onRejected(this.value);
                        // 判断返回结果是否为Promise类型
                        if(result instanceof Promise){
                            // result.then(v => {
                            //     // 成功,修改返回的 Promise 状态为成功
                            //     resolve(v);
                            // }, r => {
                            //     // 失败,修改返回的 Promise 状态为失败
                            //     reject(r);
                            // });

                            // result 是 promise，下面这行代码是上方代码的简写形式
                            result.then(resolve,reject);
                        }else{
                            // 非Promise类型，将结果直接传递过去
                            resolve(result);
                        }
                    } catch (err) {
                        // 出现异常，执行reject
                        reject(err);
                    }
                });
                break
        }
    })
}

结果：

效果虽然出来了，但是这样的代码确实有些臃肿。所以我们要对其进行优化：不难发现两个case内的代码除了回调函数不同，其它都是一样的，所以我们可以将其进行封装，并将回调函数作为参数传递。封装优化后：

Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        /*
        * 参数 cb 的值为 onResolved 或 onRejected 函数
        *  */
        function _callback(cb) {

            // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
            try {
                let result = cb(this.value);
                // 判断返回结果是否为Promise类型
                if (result instanceof Promise) {
                    // result 是 promise，下面这行代码是上方代码的简写形式
                    result.then(resolve, reject);
                } else {
                    // 非Promise类型，将结果直接传递过去
                    resolve(result);
                }
            } catch (err) {
                // 出现异常，执行reject
                reject(err);
            }
        }
        // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
        onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
        onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
            throw error
        };
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    _callback.call(this, onResolved);
                });
                break;
            // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    _callback.call(this, onRejected);
                });
                break;
        }
    })
}

3、程序写到这一步其实还隐藏着一个bug，如果我们采用连缀的形式会有问题，代码如下：

let p1 = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve('成功')
}).then(value => {
    console.log("我会输出")
}).then(value => {
    console.log("我不会输出")
})

正常来讲，两个then均会输出才对。而通过我们封装的Promise，只会将第一个输出。

• 分析：因为我们现在的Promise是同步任务，所以当我们执行到第一个then的时候，当前Promise的状态已经确定为resolved。而当执行到第二个then的时候，此时的Promise是通过第一个then得到的，又因为在第一个then当中有setTimeout，使其变为了异步，所以会造成resolve或reject不会立即调用，最终导致在执行第二个then时，当前Promise的status为pending。也就是说我们更改状态后，回调方法没有得到执行。如果此时我们将封装then函数当中的setTimeout移除掉，则会恢复正常，但将其移除掉封装也就失去了意义。
• 解决：我们已经知道原因是当Promise的状态发生变化时，then函数的回调没有得到调用。所以我们需要在改变状态后调用即可。可状态更改完成之后我们又如何才可以执行回调？在这个时候我们可以在实例当中创建一个属性onCallBacks用于存放回调函数队列，然后在执行then函数时判断当前状态如果为pending则说明为异步任务，只需将回调函数放置到onCallBacks 属性中。这样当异步修改完状态后，我们就可以通过onCallBacks执行回调了。代码：
• 在实例当中创建一个属性onCallBacks用于存放回调函数队列。

// 添加回调函数队列
this.onCallBacks = [];

*在then 函数中判断当前状态为pending 时，将回调函数放置到 onCallBacks数组中。

// 当状态为 pending 时，将要执行的回调函数放置到队列中，待状态更改完毕后再调用。
case _PENDING:
    this.onCallBacks.push({
        onResolved() {
            //获取回调函数的执行结果
            _callback.call(this,onResolved);
        },
        onRejected() {
            _callback.call(this,onRejected);
        }
    });
    break;

• 当异步修改完状态后，我们就可以通过onCallBacks 执行回调了。

// 成功时执行
function _resolve(value) {
    if (this.status !== "pending")
        return;

    // 修改 promise 对象的状态为 resolve
    this.status = _RESOLVED;
    // 保存成功的数据
    this.value = value;
    //检查回调数组中是否存在数据
    if (this.onCallBacks.length > 0) {
        // 异步执行
        setTimeout(() => {
            this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                onCb.onResolved.call(this);
            });
        });
    }
}
// 失败时执行
function _reject(reason) {
    if (this.status !== "pending")
        return;
    // 修改 promise 对象的状态为 resolve
    this.status = _REJECTED;
    // 保存失败的数据
    this.value = reason;
    //检查回调数组中是否存在数据
    if (this.onCallBacks.length > 0) {
        // 异步执行
        setTimeout(() => {
            this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                onCb.onRejected.call(this);
            });
        });
    }
}

Promise完整代码如下：

// 进行中状态
const _PENDING = "pending";
// 已成功状态
const _RESOLVED = "resolved";
// 已失败状态
const _REJECTED = "rejected";
/*
* 创建一个构造函数 Promise
* 该函数接收一个 executor 执行函数
* */
function Promise(executor) {
    // 设置状态初始值为 pending
    this.status = _PENDING;
    // 设置初始值为 undefined
    this.value = undefined;
    // 添加回调函数队列
    this.onCallBacks = [];
    // 成功时执行
    function _resolve(value) {
        if (this.status !== "pending")
            return;

        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _RESOLVED;
        // 保存成功的数据
        this.value = value;
        //检查回调数组中是否存在数据
        if (this.onCallBacks.length > 0) {
            // 异步执行
            setTimeout(() => {
                this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                    onCb.onResolved.call(this);
                });
            });
        }
    }
    // 失败时执行
    function _reject(reason) {
        if (this.status !== "pending")
            return;
        // 修改 promise 对象的状态为 resolve
        this.status = _REJECTED;
        // 保存失败的数据
        this.value = reason;
        //检查回调数组中是否存在数据
        if (this.onCallBacks.length > 0) {
            // 异步执行
            setTimeout(() => {
                this.onCallBacks.forEach(onCb => {
                    onCb.onRejected.call(this);
                });
            });
        }
    }
    try {
        // 立即执行 executor
        executor(_resolve.bind(this), _reject.bind(this))
    } catch (err) {
        _reject.call(this, err);
    }
}

/*
* 为 Promise 函数增加 then 方法;
* then 方法接收两个类型为 function 的参数;
* 第一个参数 onResolved 为成功时调用的函数;
* 第二个参数 onRejected 为失败时调用的函数;
* */
Promise.prototype.then = function (onResolved, onRejected) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        /*
        * 参数 cb 的值为 onResolved 或 onRejected 函数
        *  */
        function _callback(cb) {
            // 增加try方法，如果出现异常，执行reject
            try {
                let result = cb(this.value);
                // 判断返回结果是否为Promise类型
                if (result instanceof Promise) {
                    // result 是 promise，下面这行代码是上方代码的简写形式
                    result.then(resolve, reject);
                } else {
                    // 非Promise类型，将结果直接传递过去
                    resolve(result);
                }
            } catch (err) {
                // 出现异常，执行reject
                reject(err);
            }
        }

        // 防止使用者不传成功或失败回调函数，所以成功失败回调都给了默认回调函数
        onResolved = typeof onResolved === "function" ? onResolved : value => value;
        onRejected = typeof onRejected === "function" ? onRejected : error => {
            throw error
        };
        switch (this.status) {
            // 当状态为resolve时，执行onResolved，并传递结果
            case _RESOLVED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    _callback.call(this, onResolved);
                });
                break;
            // 当状态为reject时，执行onRejected，并传递结果
            case _REJECTED:
                // 通过 setTimeout 让代码异步执行
                setTimeout(() => {
                    _callback.call(this, onRejected);
                });
                break;
            // 当状态为 pending 时，将要执行的回调函数放置到队列中，待状态更改完毕后再调用。
            case _PENDING:
                this.onCallBacks.push({
                    onResolved() {
                        //获取回调函数的执行结果
                        _callback.call(this,onResolved);
                    },
                    onRejected() {
                        _callback.call(this,onRejected);
                    }
                });
                break;
        }
    })
}

截止到目前，我们已经完成了Promise的链式调用。

五、其它API

// catch方法的封装
Promise.prototype.catch = function (onRejected) {
    return this.then(undefined, onRejected);
}
// 函数对象 resolve 的封装
Promise.resolve = function (value) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        if (value instanceof Promise) {
            value.then(resolve, reject);
        } else {
            resolve(value);
        }
    });
}
// 函数对象 reject 的封装
Promise.reject = function (reason) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        reject(reason);
    })
}
//函数对象 all 的封装
Promise.all = function (promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        let pValues = [];
        let flag = 0;
        for (let i = 0; i < promises.length; i++) {
            promises[i].then(v => {
                pValues[i] = v;
                flag++;
                if (flag >= promises.length) {
                    resolve(pValues);
                }
            }, r => {
                reject(r);
            })
        }
    });
}
// 函数对象 race
Promise.race = function (promises) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        for(let i=0;i<promises.length;i++){
            promises[i].then(value=>{
                resolve(value);
            }, reason=>{
                reject(reason);
            })
        }
    });
}

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