技术研究

Promise A+ 规范

  1. 1. 术语
    1. 1.1. Promise
    2. 1.2. thenable
    3. 1.3. 值（value）
    4. 1.4. 异常（exception）
    5. 1.5. 据因（reason）
  2. 2. 要求
    1. 2.1. Promise 的状态
      1. 2.1.1. 等待态（Pending）
      2. 2.1.2. 执行态（Fulfilled）
      3. 2.1.3. 拒绝态（Rejected）
    2. 2.2. Then 方法
      1. 2.2.1. 参数可选
      2. 2.2.2. onFulfilled 特性
      3. 2.2.3. onRejected 特性
      4. 2.2.4. 调用时机
      5. 2.2.5. 调用要求
      6. 2.2.6. 多次调用
      7. 2.2.7. 返回
    3. 2.3. Promise 解决过程
      1. 2.3.1. x 与 promise 相等
      2. 2.3.2. x 为 Promise
      3. 2.3.3. x 为对象或函数
  3. 3. 注释

英文原文：Promise/A+
图灵译文：【翻译】Promises/A+规范

译者序：一年前曾译过 Promise/A+ 规范，适时完全不懂 Promise 的思想，纯粹将翻译的过程当作学习，旧文译下来诘屈聱牙，读起来十分不顺畅。谁知这样一篇拙译，一年之间竟然点击数千，成为谷歌搜索的头条。今日在理解之后重译此规范，以飨读者。

一个开放、健全且通用的 JavaScript Promise 标准。由开发者制定，供开发者参考。

译文术语

  • 解决（fulfill）：指一个 promise 成功时进行的一系列操作，如状态的改变、回调的执行。虽然规范中用 fulfill 来表示解决，但在后世的 promise 实现多以 resolve 来指代之。
  • 拒绝（reject）：指一个 promise 失败时进行的一系列操作。
  • 终值（eventual value）：所谓终值，指的是 promise 被解决时传递给解决回调的值，由于 promise 有一次性的特征，因此当这个值被传递时，标志着 promise 等待态的结束，故称之终值，有时也直接简称为值（value）。
  • 据因（reason）：也就是拒绝原因，指在 promise 被拒绝时传递给拒绝回调的值。

Promise 表示一个异步操作的最终结果，与之进行交互的方式主要是 then 方法，该方法注册了两个回调函数，用于接收 promise 的终值或本 promise 不能执行的原因。

本规范详细列出了 then 方法的执行过程，所有遵循 Promises/A+ 规范实现的 promise 均可以本标准作为参照基础来实施 then 方法。因而本规范是十分稳定的。尽管 Promise/A+ 组织有时可能会修订本规范，但主要是为了处理一些特殊的边界情况，且这些改动都是微小且向下兼容的。如果我们要进行大规模不兼容的更新，我们一定会在事先进行谨慎地考虑、详尽的探讨和严格的测试。

从历史上说，本规范实际上是把之前 Promise/A 规范 中的建议明确成为了行为标准：我们一方面扩展了原有规范约定俗成的行为，一方面删减了原规范的一些特例情况和有问题的部分。

最后，核心的 Promises/A+ 规范不设计如何创建、解决和拒绝 promise，而是专注于提供一个通用的 then 方法。上述对于 promises 的操作方法将来在其他规范中可能会提及。

术语

Promise

promise 是一个拥有 then 方法的对象或函数，其行为符合本规范；

thenable

是一个定义了 then 方法的对象或函数，文中译作“拥有 then 方法”；

值（value）

指任何 JavaScript 的合法值（包括 undefined , thenable 和 promise）；

异常（exception）

是使用 throw 语句抛出的一个值。

据因（reason）

表示一个 promise 的拒绝原因。

要求

Promise 的状态

一个 Promise 的当前状态必须为以下三种状态中的一种：等待态（Pending）、执行态（Fulfilled）和拒绝态（Rejected）。

等待态（Pending）

处于等待态时，promise 需满足以下条件：

  • 可以迁移至执行态或拒绝态

执行态（Fulfilled）

处于执行态时，promise 需满足以下条件：

  • 不能迁移至其他任何状态
  • 必须拥有一个不可变的终值

拒绝态（Rejected）

处于拒绝态时，promise 需满足以下条件：

  • 不能迁移至其他任何状态
  • 必须拥有一个不可变的据因

这里的不可变指的是恒等（即可用 === 判断相等），而不是意味着更深层次的不可变（译者注： 盖指当 value 或 reason 不是基本值时，只要求其引用地址相等，但属性值可被更改）。

Then 方法

一个 promise 必须提供一个 then 方法以访问其当前值、终值和据因。

promise 的 then 方法接受两个参数：

1
promise.then(onFulfilled, onRejected)

参数可选

onFulfilled 和 onRejected 都是可选参数。

  • 如果 onFulfilled 不是函数，其必须被忽略
  • 如果 onRejected 不是函数，其必须被忽略

onFulfilled 特性

如果 onFulfilled 是函数：

  • 当 promise 执行结束后其必须被调用，其第一个参数为 promise 的终值
  • 在 promise 执行结束前其不可被调用
  • 其调用次数不可超过一次

onRejected 特性

如果 onRejected 是函数：

  • 当 promise 被拒绝执行后其必须被调用，其第一个参数为 promise 的据因
  • 在 promise 被拒绝执行前其不可被调用
  • 其调用次数不可超过一次

调用时机

onFulfilled 和 onRejected 只有在执行环境堆栈仅包含平台代码时才可被调用 注1

调用要求

onFulfilled 和 onRejected 必须被作为函数调用（即没有 this 值）注2

多次调用

then 方法可以被同一个 promise 调用多次

  • 当 promise 成功执行时，所有 onFulfilled 需按照其注册顺序依次回调
  • 当 promise 被拒绝执行时，所有的 onRejected 需按照其注册顺序依次回调

返回

then 方法必须返回一个 promise 对象 注3

1
promise2 = promise1.then(onFulfilled, onRejected);
  • 如果 onFulfilled 或者 onRejected 返回一个值 x ，则运行下面的 Promise 解决过程：[[Resolve]](promise2, x)
  • 如果 onFulfilled 或者 onRejected 抛出一个异常 e ，则 promise2 必须拒绝执行，并返回拒因 e
  • 如果 onFulfilled 不是函数且 promise1 成功执行， promise2 必须成功执行并返回相同的值
  • 如果 onRejected 不是函数且 promise1 拒绝执行， promise2 必须拒绝执行并返回相同的据因

译者注： 理解上面的“返回”部分非常重要，即：不论 promise1 被 reject 还是被 resolve 时 promise2 都会被 resolve，只有出现异常时才会被 rejected。

Promise 解决过程

Promise 解决过程 是一个抽象的操作，其需输入一个 promise 和一个值，我们表示为 [[Resolve]](promise, x)，如果 x 有 then 方法且看上去像一个 Promise ，解决程序即尝试使 promise 接受 x 的状态；否则其用 x 的值来执行 promise 。

这种 thenable 的特性使得 Promise 的实现更具有通用性：只要其暴露出一个遵循 Promise/A+ 协议的 then 方法即可；这同时也使遵循 Promise/A+ 规范的实现可以与那些不太规范但可用的实现能良好共存。

运行 [[Resolve]](promise, x) 需遵循以下步骤：

x 与 promise 相等

如果 promise 和 x 指向同一对象，以 TypeError 为据因拒绝执行 promise

x 为 Promise

如果 x 为 Promise ，则使 promise 接受 x 的状态 注4：

  • 如果 x 处于等待态， promise 需保持为等待态直至 x 被执行或拒绝
  • 如果 x 处于执行态，用相同的值执行 promise
  • 如果 x 处于拒绝态，用相同的据因拒绝 promise

x 为对象或函数

如果 x 为对象或者函数：

  • 把 x.then 赋值给 then 注5
  • 如果取 x.then 的值时抛出错误 e ，则以 e 为据因拒绝 promise
  • 如果 then 是函数，将 x 作为函数的作用域 this 调用之。传递两个回调函数作为参数，第一个参数叫做 resolvePromise ，第二个参数叫做 rejectPromise:
    • 如果 resolvePromise 以值 y 为参数被调用，则运行 [[Resolve]](promise, y)
    • 如果 rejectPromise 以据因 r 为参数被调用，则以据因 r 拒绝 promise
    • 如果 resolvePromise 和 rejectPromise 均被调用，或者被同一参数调用了多次，则优先采用首次调用并忽略剩下的调用
    • 如果调用 then 方法抛出了异常 e：
      • 如果 resolvePromise 或 rejectPromise 已经被调用，则忽略之
      • 否则以 e 为据因拒绝 promise
    • 如果 then 不是函数，以 x 为参数执行 promise
  • 如果 x 不为对象或者函数，以 x 为参数执行 promise

如果一个 promise 被一个循环的 thenable 链中的对象解决，而 [[Resolve]](promise, thenable) 的递归性质又使得其被再次调用，根据上述的算法将会陷入无限递归之中。算法虽不强制要求，但也鼓励施者检测这样的递归是否存在，若检测到存在则以一个可识别的 TypeError 为据因来拒绝 promise 注6。

注释

  • 注1 这里的平台代码指的是引擎、环境以及 promise 的实施代码。实践中要确保 onFulfilled 和 onRejected 方法异步执行，且应该在 then 方法被调用的那一轮事件循环之后的新执行栈中执行。这个事件队列可以采用“宏任务（macro-task）”机制或者“微任务（micro-task）”机制来实现。由于 promise 的实施代码本身就是平台代码（译者注： 即都是 JavaScript），故代码自身在处理在处理程序时可能已经包含一个任务调度队列或『跳板』)。

    译者注： 这里提及了 macrotask 和 microtask 两个概念，这表示异步任务的两种分类。在挂起任务时，JS 引擎会将所有任务按照类别分到这两个队列中，首先在 macrotask 的队列（这个队列也被叫做 task queue）中取出第一个任务，执行完毕后取出 microtask 队列中的所有任务顺序执行；之后再取 macrotask 任务，周而复始，直至两个队列的任务都取完。

    两个类别的具体分类如下：

    • macro-task: script（整体代码）, setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering

    • micro-task: process.nextTick, Promises（这里指浏览器实现的原生 Promise）, Object.observe, MutationObserver

      详见 stackoverflow 解答 或 这篇博客

  • 注2 也就是说在 严格模式（strict） 中，函数 this 的值为 undefined ；在非严格模式中其为全局对象。

  • 注3 代码实现在满足所有要求的情况下可以允许 promise2 === promise1 。每个实现都要文档说明其是否允许以及在何种条件下允许 promise2 === promise1 。

  • 注4 总体来说，如果 x 符合当前实现，我们才认为它是真正的 promise 。这一规则允许那些特例实现接受符合已知要求的 Promises 状态。

  • 注5 这步我们先是存储了一个指向 x.then 的引用，然后测试并调用该引用，以避免多次访问 x.then 属性。这种预防措施确保了该属性的一致性，因为其值可能在检索调用时被改变。

  • 注6 实现不应该对 thenable 链的深度设限，并假定超出本限制的递归就是无限循环。只有真正的循环递归才应能导致 TypeError 异常；如果一条无限长的链上 thenable 均不相同，那么递归下去永远是正确的行为。