Promise 异步流程控制
来源：互联网 发布：java单例模式实例 编辑：程序博客网 时间：2024/05/17 23:10
最近部门在招前端，作为部门唯一的前端，面试了不少应聘的同学，面试中有一个涉及 Promise 的一个问题是：
网页中预加载20张图片资源，分步加载，一次加载10张，两次完成，怎么控制图片请求的并发，怎样感知当前异步请求是否已完成？
然而能全部答上的很少，能够给出一个回调 + 计数版本的，我都觉得合格了。那么接下来就一起来学习总结一下基于 Promise 来处理异步的三种方法。
本文的例子是一个极度简化的一个漫画阅读器，用4张漫画图的加载来介绍异步处理不同方式的实现和差异，以下是 HTML 代码：
<!DOCTYPE html><html lang="en"><head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge"> <title>Promise</title> <style> .pics{ width: 300px; margin: 0 auto; } .pics img{ display: block; width: 100%; } .loading{ text-align: center; font-size: 14px; color: #111; } </style></head><body> <div class="wrap"> <div class="loading">正在加载...</div> <div class="pics"> </div> </div> <script> </script></body></html>单一请求
最简单的，就是将异步一个个来处理，转为一个类似同步的方式来处理。
先来简单的实现一个单个 Image 来加载的 thenable 函数和一个处理函数返回结果的函数。
function loadImg (url) { return new Promise((resolve, reject) => { const img = new Image() img.onload = function () { resolve(img) } img.onerror = reject img.src = url })}异步转同步的解决思想是：当第一个 loadImg(urls[1]) 完成后再调用 loadImg(urls[2])，依次往下。如果 loadImg() 是一个同步函数，那么很自然的想到用循环。
for (let i = 0; i < urls.length; i++) { loadImg(urls[i])}当 loadImg() 为异步时，我们就只能用 Promise chain 来实现，最终形成这种方式的调用：
loadImg(urls[0]) .then(addToHtml) .then(()=>loadImg(urls[1])) .then(addToHtml) //... .then(()=>loadImg(urls[3])) .then(addToHtml)那我们用一个中间变量来存储当前的 promise ，就像链表的游标一样，改过后的 for 循环代码如下：
let promise = Promise.resolve()for (let i = 0; i < urls.length; i++) { promise = promise .then(()=>loadImg(urls[i])) .then(addToHtml)}promise 变量就像是一个迭代器，不断指向最新的返回的 Promise，那我们就进一步使用 reduce 来简化代码。
urls.reduce((promise, url) => { return promise .then(()=>loadImg(url)) .then(addToHtml)}, Promise.resolve())在程序设计中，是可以通过函数的递归来实现循环语句的。所以我们将上面的代码改成递归:
function syncLoad (index) { if (index >= urls.length) return loadImg(urls[index]) .then(img => { // process img addToHtml(img) syncLoad (index + 1) })}// 调用syncLoad(0)好了一个简单的异步转同步的实现方式就已经完成，我们来测试一下。
这个实现的简单版本已经实现没问题，但是最上面的正在加载还在，那我们怎么在函数外部知道这个递归的结束，并隐藏掉这个 DOM 呢？Promise.then() 同样返回的是 thenable 函数 我们只需要在 syncLoad 内部传递这条 Promise 链，直到最后的函数返回。
function syncLoad (index) { if (index >= urls.length) return Promise.resolve() return loadImg(urls[index]) .then(img => { addToHtml(img) return syncLoad (index + 1) })}// 调用syncLoad(0) .then(() => { document.querySelector('.loading').style.display = 'none' })现在我们再来完善一下这个函数，让它更加通用，它接受异步函数、异步函数需要的参数数组、异步函数的回调函数三个参数。并且会记录调用失败的参数，在最后返回到函数外部。另外大家可以思考一下为什么 catch 要在最后的 then 之前。
function syncLoad (fn, arr, handler) { if (typeof fn !== 'function') throw TypeError('第一个参数必须是function') if (!Array.isArray(arr)) throw TypeError('第二个参数必须是数组') handler = typeof fn === 'function' ? handler : function () {} const errors = [] return load(0) function load (index) { if (index >= arr.length) { return errors.length > 0 ? Promise.reject(errors) : Promise.resolve() } return fn(arr[index]) .then(data => { handler(data) }) .catch(err => { console.log(err) errors.push(arr[index]) return load(index + 1) }) .then(() => { return load (index + 1) }) }}// 调用syncLoad(loadImg, urls, addToHtml) .then(() => { document.querySelector('.loading').style.display = 'none' }) .catch(console.log)demo1地址：单一请求 - 多个 Promise 同步化
至此，这个函数还是有挺多不通用的问题，比如：处理函数必须一致，不能是多种不同的异步函数组成的队列，异步的回调函数也只能是一种等。关于这种方式的更详细的描述可以看我之前写的一篇文章 Koa引用库之Koa-compose - 掘金。
当然这种异步转同步的方式在这一个例子中并不是最好的解法，但当有合适的业务场景的时候，这是很常见的解决方案。
并发请求
毕竟同一域名下能够并发多个 HTTP 请求，对于这种不需要按顺序加载，只需要按顺序来处理的并发请求，Promise.all 是最好的解决办法。因为Promise.all 是原生函数，我们就引用文档来解释一下。
Promise.all(iterable) 方法指当所有在可迭代参数中的 promises 已完成，或者第一个传递的 promise（指 reject）失败时，返回 promise。
出自 Promise.all() - JavaScript | MDN
那我们就把demo1中的例子改一下：
const promises = urls.map(loadImg)Promise.all(promises) .then(imgs => { imgs.forEach(addToHtml) document.querySelector('.loading').style.display = 'none' }) .catch(err => { console.error(err, 'Promise.all 当其中一个出现错误，就会reject。') })demo2地址：并发请求 - Promise.all
并发请求，按顺序处理结果
Promise.all 虽然能并发多个请求，但是一旦其中某一个 promise 出错，整个 promise 会被 reject 。
webapp 里常用的资源预加载，可能加载的是 20 张逐帧图片，当网络出现问题， 20 张图难免会有一两张请求失败，如果失败后，直接抛弃其他被 resolve 的返回结果，似乎有点不妥，我们只要知道哪些图片出错了，把出错的图片再做一次请求或着用占位图补上就好。
上节中的代码 const promises = urls.map(loadImg) 运行后，全部都图片请求都已经发出去了，我们只要按顺序挨个处理 promises 这个数组中的 Promise 实例就好了，先用一个简单点的 for 循环来实现以下，跟第二节中的单一请求一样，利用 Promise 链来顺序处理。
let task = Promise.resolve()for (let i = 0; i < promises.length; i++) { task = task.then(() => promises[i]).then(addToHtml)}改成 reduce 版本
promises.reduce((task, imgPromise) => { return task.then(() => imgPromise).then(addToHtml)}, Promise.resolve())demo3地址：Promise 并发请求，顺序处理结果
控制最大并发数
现在我们来试着完成一下上面的笔试题，这个其实都不需要控制最大并发数。
20张图，分两次加载，那用两个 Promise.all 不就解决了？但是用 Promise.all 没办法侦听到每一张图片加载完成的事件。而用上一节的方法，我们既能并发请求，又能按顺序响应图片加载完成的事件。
let index = 0const step1 = [], step2 = []while(index < 10) { step1.push(loadImg(`./images/pic/${index}.jpg`)) index += 1}step1.reduce((task, imgPromise, i) => { return task .then(() => imgPromise) .then(() => { console.log(`第 ${i + 1} 张图片加载完成.`) })}, Promise.resolve()) .then(() => { console.log('>> 前面10张已经加载完！') }) .then(() => { while(index < 20) { step2.push(loadImg(`./images/pic/${index}.jpg`)) index += 1 } return step2.reduce((task, imgPromise, i) => { return task .then(() => imgPromise) .then(() => { console.log(`第 ${i + 11} 张图片加载完成.`) }) }, Promise.resolve()) }) .then(() => { console.log('>> 后面10张已经加载完') })上面的代码是针对题目的 hardcode ，如果笔试的时候能写出这个，都已经是非常不错了，然而并没有一个人写出来，said...
demo4地址(看控制台和网络请求)：Promise 分步加载 - 1
那么我们在抽象一下代码，写一个通用的方法出来，这个函数返回一个 Promise，还可以继续处理全部都图片加载完后的异步回调。
function stepLoad (urls, handler, stepNum) { const createPromises = function (now, stepNum) { let last = Math.min(stepNum + now, urls.length) return urls.slice(now, last).map(handler) } let step = Promise.resolve() for (let i = 0; i < urls.length; i += stepNum) { step = step .then(() => { let promises = createPromises(i, stepNum) return promises.reduce((task, imgPromise, index) => { return task .then(() => imgPromise) .then(() => { console.log(`第 ${index + 1 + i} 张图片加载完成.`) }) }, Promise.resolve()) }) .then(() => { let current = Math.min(i + stepNum, urls.length) console.log(`>> 总共${current}张已经加载完！`) }) } return step}上面代码里的 for 也可以改成 reduce ，不过需要先将需要加载的 urls 按分步的数目，划分成数组，感兴趣的朋友可以自己写写看。
demo5地址(看控制台和网络请求)：Promise 分步 - 2
但上面的实现和我们说的最大并发数控制没什么关系啊，最大并发数控制是指：当加载 20 张图片加载的时候，先并发请求 10 张图片，当一张图片加载完成后，又会继续发起一张图片的请求，让并发数保持在 10 个，直到需要加载的图片都全部发起请求。这个在写爬虫中可以说是比较常见的使用场景了。
那么我们根据上面的一些知识，我们用两种方式来实现这个功能。
使用递归
假设我们的最大并发数是 4 ，这种方法的主要思想是相当于 4 个单一请求的 Promise 异步任务在同时运行运行，4 个单一请求不断递归取图片 URL 数组中的 URL 发起请求，直到 URL 全部取完，最后再使用 Promise.all 来处理最后还在请求中的异步任务，我们复用第二节递归版本的思路来实现这个功能：
function limitLoad (urls, handler, limit) { const sequence = [].concat(urls) // 对数组做一个拷贝 let count = 0 const promises = [] const load = function () { if (sequence.length <= 0 || count > limit) return count += 1 console.log(`当前并发数: ${count}`) return handler(sequence.shift()) .catch(err => { console.error(err) }) .then(() => { count -= 1 console.log(`当前并发数：${count}`) }) .then(() => load()) } for(let i = 0; i < limit && i < sequence.length; i++){ promises.push(load()) } return Promise.all(promises)}设定最大请求数为 5，Chrome 中请求加载的 timeline ：
demo6地址(看控制台和网络请求)：Promise 控制最大并发数 - 方法1
使用 Promise.race
Promise.race 接受一个 Promise 数组，返回这个数组中最先被 resolve 的 Promise 的返回值。终于找到 Promise.race 的使用场景了，先来使用这个方法实现的功能代码：
function limitLoad (urls, handler, limit) { const sequence = [].concat(urls) // 对数组做一个拷贝 let count = 0 let promises const wrapHandler = function (url) { const promise = handler(url).then(img => { return { img, index: promise } }) return promise } //并发请求到最大数 promises = sequence.splice(0, limit).map(url => { return wrapHandler(url) }) // limit 大于全部图片数, 并发全部请求 if (sequence.length <= 0) { return Promise.all(promises) } return sequence.reduce((last, url) => { return last.then(() => { return Promise.race(promises) }).catch(err => { console.error(err) }).then((res) => { let pos = promises.findIndex(item => { return item == res.index }) promises.splice(pos, 1) promises.push(wrapHandler(url)) }) }, Promise.resolve()).then(() => { return Promise.all(promises) })}设定最大请求数为 5，Chrome 中请求加载的 timeline ：
demo7地址(看控制台和网络请求)：Promise 控制最大并发数 - 方法2
在使用 Promise.race 实现这个功能，主要是不断的调用 Promise.race 来返回已经被 resolve 的任务，然后从 promises 中删掉这个 Promise 对象，再加入一个新的 Promise，直到全部的 URL 被取完，最后再使用 Promise.all 来处理所有图片完成后的回调。
写在最后
因为工作里面大量使用 ES6 的语法，Koa 中的 await/async 又是 Promise 的语法糖，所以了解 Promise 各种流程控制是对我来说是非常重要的。写的有不明白的地方和有错误的地方欢迎大家留言指正，另外还有其他没有涉及到的方法也请大家提供一下新的方式和方法。
题外话
我们目前有 1 个前端的 HC，base 深圳，一家拥有 50 架飞机的物流公司的AI部门，要求工作经验三年以上，这是公司社招要求的。
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