理解 JavaScript Promise 的执行顺序:微任务队列与并发

理解 JavaScript Promise 的执行顺序:微任务队列与并发

JavaScript promise 的执行顺序并非完全线性,而是受到微任务队列的影响。多个独立的 Promise 链会并发执行,其 then 回调会被添加到微任务队列中,并在当前执行清空后依次执行。因此,Promise 链之间的执行顺序是不确定的,可能导致意想不到的结果。本文将深入探讨 Promise 的执行机制,并通过示例代码演示如何理解和预测 Promise 的执行顺序。”

Promise 是 JavaScript 中处理异步操作的重要机制。理解 Promise 的执行顺序,特别是当存在多个独立的 Promise 链时,对于编写健壮且可预测的异步代码至关重要。

Promise 的执行机制:微任务队列

Promise 的核心在于其异步特性。当一个 Promise resolve 或 reject 时,与其关联的 then 或 catch 回调函数并不会立即执行。相反,这些回调函数会被添加到微任务队列中。

微任务队列是一个先进先出的队列,用于存放需要在当前 JavaScript 任务执行完毕后立即执行的任务。常见的微任务包括 Promise 的回调、MutationObserver 的回调等。

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JavaScript 引擎会优先处理当前执行栈中的代码,当执行栈为空时,才会检查微任务队列,并依次执行队列中的微任务。这个过程会持续进行,直到微任务队列为空。

多个 Promise 链的并发执行

当存在多个独立的 Promise 链时,每个链的 then 回调都会被添加到微任务队列中。由于 JavaScript 是单线程的,这些 Promise 链实际上是并发执行的,而不是串行执行。

这意味着,Promise 链之间的执行顺序是不确定的,取决于 JavaScript 引擎如何调度微任务队列中的任务。

考虑以下代码:

Promise.resolve()   .then(() => console.log(1))   .then(() => console.log(2))   .then(() => console.log(3));  Promise.resolve()   .then(() => console.log(11))   .then(() => console.log(12));  Promise.resolve()   .then(() => console.log(111))   .then(() => console.log(122));

这段代码创建了三个独立的 Promise 链。期望的输出可能是 1, 2, 3, 11, 12, 111, 122,但实际输出可能不同,例如 1, 11, 111, 2, 12, 122, 3。

这是因为每个 then 回调都被添加到微任务队列中,JavaScript 引擎会根据其内部调度机制来决定执行顺序。

模拟 Promise 执行顺序

为了更好地理解 Promise 的执行顺序,可以使用以下代码来模拟所有可能的排列组合,并验证其是否符合 Promise 的执行规则:

const sequence = [1, 2, 3, 11, 12, 111, 122];  const rules = [   // All Promises   { type: 'condition', operator: 'lt', left: 1, right: 11 },   { type: 'condition', operator: 'lt', left: 11, right: 111 },   // 1st Promise   { type: 'condition', operator: 'gt', left: 2, right: 1 },   { type: 'condition', operator: 'gt', left: 3, right: 2 },   // 2nd Promise   { type: 'condition', operator: 'gt', left: 12, right: 11 },   // 3rd Promise   { type: 'condition', operator: 'gt', left: 122, right: 111 } ];  const main = () => {   const validPermutations = permutator(sequence)     .filter(p => validate(p, rules));   validPermutations.forEach((p, i) => {     console.log(`Permutation #${i + 1}: ${JSON.stringify(p).replace(/,/g, ', ')}`)   });   console.log('Valid permutations:', validPermutations.length); };  const validate = (sequence, rules) => {   return rules.every(rule => {     switch (rule.type) {       case 'condition':         const           indexLeft = sequence.indexOf(rule.left),           indexRight = sequence.indexOf(rule.right);         switch (rule.operator) {           case 'gt':             return indexLeft > indexRight;           case 'lt':             return indexLeft < indexRight;           default:             return false;         }         break;       default:         return false;     }   }); };  const permutator = (inputArr) => {   const result = [];   permute(inputArr, result);   return result; }  const permute = (arr, res, m = []) => {   if (arr.length === 0) res.push(m);   else {     for (let i = 0; i < arr.length; i++) {       const curr = arr.slice(), next = curr.splice(i, 1);       permute(curr.slice(), res, m.concat(next));     }   } }  main();

这段代码首先定义了一个 sequence 数组,包含了所有需要打印的值。然后定义了一组 rules,用于验证排列组合是否符合 Promise 的执行规则。例如,{ type: ‘condition’, operator: ‘lt’, left: 1, right: 11 } 表示 1 必须在 11 之前执行。

permutator 函数用于生成所有可能的排列组合,validate 函数用于验证排列组合是否符合规则。main 函数则负责生成所有有效的排列组合,并打印结果。

运行这段代码,可以观察到存在多个有效的排列组合,这说明 Promise 的执行顺序确实是不确定的。

注意事项与总结

  • 理解 Promise 的执行机制,特别是微任务队列的概念,对于编写可预测的异步代码至关重要。
  • 当存在多个独立的 Promise 链时,要注意它们是并发执行的,执行顺序是不确定的。
  • 尽量避免依赖 Promise 链之间的执行顺序,可以使用 async/await 或其他同步机制来控制执行流程。
  • 在需要严格控制执行顺序的场景下,可以将多个 Promise 链合并为一个链,或者使用 Promise.all 或 Promise.allSettled 来并行执行多个 Promise,并在所有 Promise 完成后执行后续操作。

通过深入理解 Promise 的执行机制,并结合实际代码示例,可以更好地掌握 Promise 的使用,编写出更加健壮和可维护的异步代码。

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