【两篇就够】异步相关（二）

前言：昨天从promise和async await的概念和区别开始，到文档解析的时候defer和async区别的总结；然后简单介绍了同步异步的概念，最后到实现异步的方法。实现异步的方法中异步编程进化史：callback->promise->generator->async+await，今天就重点学一下实现异步的方法和promise相关的介绍与使用。

1. promise 和 async await区别

2. defer和async区别

3. 同步和异步

(36条消息) 【两篇就够】异步相关（一）_码上游的博客-CSDN博客

4. 实现异步的方法

回调函数（Callback）、事件监听、发布订阅、Promise/A+、生成器Generators/ yield、async/await

1. JS 异步编程进化史：callback -> promise -> generator -> async + await

2. async/await 函数的实现，就是将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里。

3. async/await可以说是异步终极解决方案了。

   (1) async/await函数相对于Promise，优势体现在：

   • 处理 then 的调用链，能够更清晰准确的写出代码
   • 并且也能优雅地解决回调地狱问题。

   当然async/await函数也存在一些缺点，因为 await 将异步代码改造成了同步代码，如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低，代码没有依赖性的话，完全可以使用 Promise.all 的方式。

   (2) async/await函数对 Generator 函数的改进，体现在以下三点：

   • 内置执行器。 Generator 函数的执行必须靠执行器，所以才有了 co 函数库，而 async 函数自带执行器。也就是说，async 函数的执行，与普通函数一模一样，只要一行。
   • 更广的适用性。 co 函数库约定，yield 命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象，而 async 函数的 await 命令后面，可以跟 Promise 对象和原始类型的值（数值、字符串和布尔值，但这时等同于同步操作）。
   • 更好的语义。 async 和 await，比起星号和 yield，语义更清楚了。async 表示函数里有异步操作，await 表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

方法详析：

1. 回调函数（Callback）

   回调函数是异步操作最基本的方法。以下代码就是一个回调函数的例子：

   1 2 3

   ajax(url, () => {     // 处理逻辑 })

   但是回调函数有一个致命的弱点，就是容易写出回调地狱（Callback hell）。假设多个请求存在依赖性，你可能就会写出如下代码：

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   ajax(url, () => {     // 处理逻辑     ajax(url1, () => {         // 处理逻辑         ajax(url2, () => {             // 处理逻辑         })     }) })

   回调函数的优点是简单、容易理解和实现，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合，使得程序结构混乱、流程难以追踪（尤其是多个回调函数嵌套的情况），而且每个任务只能指定一个回调函数。此外它不能使用 try catch 捕获错误，不能直接 return。

2. 事件监听

   这种方式下，异步任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。

   下面是两个函数f1和f2，编程的意图是f2必须等到f1执行完成，才能执行。首先，为f1绑定一个事件（这里采用的jQuery的写法）

   1	f1.on('done', f2);

   上面这行代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后，对f1进行改写：

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   function f1() {   setTimeout(function () {     // ...     f1.trigger('done');   }, 1000); }

   上面代码中，f1.trigger('done')表示，执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。

   这种方法的优点是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以"去耦合"，有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。阅读代码的时候，很难看出主流程。

3. 发布订阅

   我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心"订阅"（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern），又称"观察者模式"（observer pattern）。

   首先，f2向信号中心jQuery订阅done信号。

   1	jQuery.subscribe('done', f2);

   然后，f1进行如下改写：

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   function f1() {   setTimeout(function () {     // ...     jQuery.publish('done');   }, 1000); }

   上面代码中，jQuery.publish('done')的意思是，f1执行完成后，向信号中心jQuery发布done信号，从而引发f2的执行。 f2完成执行后，可以取消订阅（unsubscribe）

   1	jQuery.unsubscribe('done', f2);

   这种方法的性质与“事件监听”类似，但是明显优于后者。因为可以通过查看“消息中心”，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

4. Promise/A+

   Promise本意是承诺，在程序中的意思就是承诺我过一段时间后会给你一个结果。 什么时候会用到过一段时间？答案是异步操作，异步是指可能比较长时间才有结果的才做，例如网络请求、读取本地文件等

   4.1 Promise的三种状态

   • Pending----Promise对象实例创建时候的初始状态
   • Fulfilled----可以理解为成功的状态
   • Rejected----可以理解为失败的状态

    这个承诺一旦从等待状态变成为其他状态就永远不能更改状态了，比如说一旦状态变为 resolved 后，就不能 再次改变为Fulfilled

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   let p = new Promise((resolve, reject) => {   reject('reject')   resolve('success')//无效代码不会执行 }) p.then(   value => {     console.log(value)   },   reason => {     console.log(reason)//reject   } )

   当我们在构造 Promise 的时候，构造函数内部的代码是立即执行的

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   new Promise((resolve, reject) => {   console.log('new Promise')   resolve('success') }) console.log('end') // new Promise => end

4.2 promise的链式调用

• 每次调用返回的都是一个新的Promise实例(这就是then可用链式调用的原因)

• 如果then中返回的是一个结果的话会把这个结果传递下一次then中的成功回调

• 如果then中出现异常,会走下一个then的失败回调

• 在 then中使用了return，那么 return 的值会被Promise.resolve() 包装(见例1，2)

• then中可以不传递参数，如果不传递会透到下一个then中(见例3)

• catch 会捕获到没有捕获的异常

  接下来我们看几个例子：

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  // 例1 Promise.resolve(1) .then(res => {   console.log(res)   return 2 //包装成 Promise.resolve(2) }) .catch(err => 3) .then(res => console.log(res)) 复制代码 // 例2 Promise.resolve(1) .then(x => x + 1) .then(x => {   throw new Error('My Error') }) .catch(() => 1) .then(x => x + 1) .then(x => console.log(x)) //2 .catch(console.error) 复制代码 // 例3 let fs = require('fs') function read(url) { return new Promise((resolve, reject) => {   fs.readFile(url, 'utf8', (err, data) => {     if (err) reject(err)     resolve(data)   }) }) } read('./name.txt') .then(function(data) {   throw new Error() //then中出现异常,会走下一个then的失败回调 }) //由于下一个then没有失败回调，就会继续往下找，如果都没有，就会被catch捕获到 .then(function(data) {   console.log('data') }) .then() .then(null, function(err) {   console.log('then', err)// then error }) .catch(function(err) {   console.log('error') })

  Promise不仅能够捕获错误，而且也很好地解决了回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

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  ajax(url) .then(res => {     console.log(res)     return ajax(url1) }).then(res => {     console.log(res)     return ajax(url2) }).then(res => console.log(res))

  它也是存在一些缺点的，比如无法取消 Promise，错误需要通过回调函数捕获。

1. 5.生成器Generators/ yield

   Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案，语法行为与传统函数完全不同，Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。

   • 语法上，首先可以把它理解成，Generator 函数是一个状态机，封装了多个内部状态。

   • Generator 函数除了状态机，还是一个遍历器对象生成函数。

   • 可暂停函数, yield可暂停，next方法可启动，每次返回的是yield后的表达式结果。

   • yield表达式本身没有返回值，或者说总是返回undefined。next方法可以带一个参数，该参数就会被当作上一个yield表达式的返回值。

     我们先来看个例子：

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   function *foo(x) {   let y = 2 * (yield (x + 1))   let z = yield (y / 3)   return (x + y + z) } let it = foo(5) console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false} console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false} console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

   可能结果跟你想象不一致，接下来我们逐行代码分析：

   • 首先 Generator 函数调用和普通函数不同，它会返回一个迭代器

   • 当执行第一次 next 时，传参会被忽略，并且函数暂停在 yield (x + 1) 处，所以返回 5 + 1 = 6

   • 当执行第二次 next 时，传入的参数12就会被当作上一个yield表达式的返回值，如果你不传参，yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 * 12，所以第二个 yield 等于 2 * 12 / 3 = 8

   • 当执行第三次 next 时，传入的参数13就会被当作上一个yield表达式的返回值，所以 z = 13, x = 5, y = 24，相加等于 42

     我们再来看个例子：有三个本地文件，分别1.txt,2.txt和3.txt，内容都只有一句话，下一个请求依赖上一个请求的结果，想通过Generator函数依次调用三个文件

     1 2	1.txt //1.txt文件

     1 2	2.txt //2.txt文件

     1 2	3.txt //3.txt文件

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     let fs = require('fs') function read(file) {   return new Promise(function(resolve, reject) {     fs.readFile(file, 'utf8', function(err, data) {       if (err) reject(err)       resolve(data)     })   }) } function* r() {   let r1 = yield read('./1.txt')   let r2 = yield read(r1)   let r3 = yield read(r2)   console.log(r1)   console.log(r2)   console.log(r3) } let it = r() let { value, done } = it.next() value.then(function(data) { // value是个promise   console.log(data) //data=>2.txt   let { value, done } = it.next(data)   value.then(function(data) {     console.log(data) //data=>3.txt     let { value, done } = it.next(data)     value.then(function(data) {       console.log(data) //data=>结束     })   }) })

   从上例中我们看出手动迭代Generator函数很麻烦，实现逻辑有点绕，而实际开发一般会配合co库去使用。co是一个为Node.js和浏览器打造的基于生成器的流程控制工具，借助于Promise，你可以使用更加优雅的方式编写非阻塞代码。

   安装co库只需：npm install co

   上面例子只需两句话就可以轻松实现

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   function* r() {   let r1 = yield read('./1.txt')   let r2 = yield read(r1)   let r3 = yield read(r2)   console.log(r1)   console.log(r2)   console.log(r3) } let co = require('co') co(r()).then(function(data) {   console.log(data) }) // 2.txt=>3.txt=>结束=>undefined

   我们可以通过 Generator 函数解决回调地狱的问题，可以把之前的回调地狱例子改写为如下代码：

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   function *fetch() {     yield ajax(url, () => {})     yield ajax(url1, () => {})     yield ajax(url2, () => {}) } let it = fetch() let result1 = it.next() let result2 = it.next() let result3 = it.next()

6.async/await

        5.1 Async/Await简介

        使用async/await，你可以轻松地达成之前使用生成器和co函数所做到的工作,它有如下特点：

        1. async/await是基于Promise实现的，它不能用于普通的回调函数。

        2. async/await与Promise一样，是非阻塞的。

一个函数如果加上 async ，那么该函数就会返回一个 Promise

Generator函数依次调用三个文件那个例子用async/await写法，只需几句话便可实现

5.2 Async/Await并发请求

如果请求两个文件，毫无关系，可以通过并发请求

复制代码

5. Promise的介绍与使用

我们已经知道了解决回调地狱的两种方案：Promise和Async/await；而async await是基于Promise实现的，可以说是改良版的Promise，所以我们渴望去了解Promise，下面我们就学习一下promise吧

Promise 介绍：

ES6中的Promise 是异步编程的一种方案。从语法上讲，Promise 是一个对象，它可以获取异步操作的消息。

Promise对象, 可以将异步操作以同步的流程表达出来。使用 Promise 主要有以下好处：

• 可以很好地解决回调地狱的问题（避免了层层嵌套的回调函数）。
• 语法非常简洁。Promise 对象提供了简洁的API，使得控制异步操作更加容易。

Promise 使用：

语法

1. 参数
   executor函数在Promise构造函数执行时同步执行，被传递resolve和reject函数（executor函数在Promise构造函数返回新建对象前被调用）。
   executor内部通常会执行一些异步操作，一旦完成，可以调用resolve函数来将promise状态改成fulfilled(完成)，或者将promise的状态改为rejected(失败)。
   如果在executor函数中抛出一个错误，那么该promise状态为rejected。executor函数的返回值被忽略。

2. 简单使用

原型方法

Promise.prototype.then(onFulfilled, onRejected)

1. 语法
   p.then(onFulfilled, onRejected);
   p.then((value) => {// fulfillment}, (reason) => {// rejection});

2. 含义
   为Promise实例添加状态改变时的回调函数。then方法的第一个参数是resolved状态的回调函数，第二个参数（可选）是rejected状态的回调函数。

3. 链式操作
   then方法返回的是一个新的promise，因此可以采用链式写法，即then方法后面再调用另一个then方法。

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   new Promise(resolve => {     resolve(1); })     .then(result => console.log(result)) //1     .then(result => {         console.log(result);              //undefined         return 2;     })     .then(result => {         console.log(result);             //2         throw new Error("err");     })     .then((result) =>{         console.log(result);                }, (err)=>{         console.log(err);                //Error: err         return 3;     })     .then((result) => {         console.log(result);            //3     })

   注意：①不管是then方法的onfulfilled函数参数执行还是onrejected（可选参数）函数参数执行，then方法返回的都是一个新的Promise对象，都可以继续采用链式写法调用另一个then方法。②Promise.prototype.catch()方法返回的也是一个Promise对象。then方法和catch方法可以链式操作。

4. 返回值
   then方法返回一个Promise，而它的行为与then中的被调用的回调函数(onfulfilled函数/onrejected函数)的返回值有关。
   (1) 如果then中的回调函数返回一个值，那么then返回的Promise将会成为接受状态，并且将返回的值作为接受状态的回调函数的参数值。

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   new Promise((resolve, reject) => {     reject(); }) .then( () => 99, () => 42 ) .then( result => console.log(result)); // 42

   (2) 如果then中的回调函数抛出一个错误，那么then返回的Promise将会成为拒绝状态，并且将抛出的错误作为拒绝状态的回调函数的参数值。

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   new Promise((resolve, reject) => {     resolve(); })     .then( () => {throw new Error('err')}, () => {})     .then( () => {}, (err) => {console.log(err)}); //Error: err

   (3) 如果then中的回调函数返回一个已经是接受状态的Promise，那么then返回的Promise也会成为接受状态，并且将那个Promise的接受状态的回调函数的参数值作为该被返回的Promise的接受状态回调函数的参数值。

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   new Promise((resolve, reject) => {     resolve(); })     .then( () => {         return new Promise(resolve => resolve('ok'));     })     .then( (result) => {console.log(result)}); //ok

   (4) 如果then中的回调函数返回一个已经是拒绝状态的Promise，那么then返回的Promise也会成为拒绝状态，并且将那个Promise的拒绝状态的回调函数的参数值作为该被返回的Promise的拒绝状态回调函数的参数值。

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   new Promise((resolve, reject) => {     resolve(); })     .then( () => {         return new Promise((resolve, reject) => {            reject(new Error('err'));         });     })     .then( () => {}, (err) => {console.log(err)}); //Error: err

   (5) 如果then中的回调函数返回一个未定状态（pending）的Promise，那么then返回Promise的状态也是未定的，并且它的终态与那个Promise的终态相同；同时，它变为终态时调用的回调函数参数与那个Promise变为终态时的回调函数的参数是相同的。

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   new Promise((resolve, reject) => {     resolve(); }) .then(() => {     return new Promise(resolve => {         setTimeout(resolve, 2000, 'ok');     }); }) .then( (result) => {console.log(result)}); //ok

   注意：这里是then方法中被调用回调函数的返回值与then方法返回的Promise对象状态之间的关系。

Promise.prototype.catch(onRejected)

1. 语法

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   p.catch(onRejected); p.catch(function(reason) {     // 拒绝 });

2. 含义
   Promise.prototype.catch方法是.then(null, rejection)的别名，用于指定发生错误时的回调函数，返回一个新的promise对象。

3. 用法

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   const p = new Promise((resolve,reject) => {     return reject(new Error('err')); //reject方法的作用，等同于抛出错误     //throw new Error('err'); }); p.then(null, (err) => {     console.log(err);  //Err: err }); //--------等价写法--------- p.catch(err => {     console.log(err); //Err: err })

   注意：由于.catch方法是.then(null, rejection)的别名，故.then中的链式操作(3)、返回值(4)等语法在.catch中都适用。

4. 一般总是建议，Promise对象后面要跟catch方法，这样可以处理Promise内部发生的错误。catch方法返回的还是一个Promise对象，因此后面还可以接着调用then方法。

5. Promise对象的错误具有“冒泡”性质，会一直向后传递，直到被捕获为止。也就是说，错误总是会被下一个catch语句捕获。 即：当前catch方法可以捕获上一个catch方法(包括上一个catch)到当前catch(不包括当前catch)方法之间所有的错误，如果没有错误，则当前catch方法不执行。

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   new Promise(() => {     throw new Error('err1'); })     .then(() => {console.log(1);})     .then(() => {console.log(2);})     .catch((err) => {         console.log(err); //Err: err1         throw  new Error('err2');     })     .catch((err) => {console.log(err);})//Err: err2

6. 一般来说，不要在then方法里面定义Reject状态的回调函数（即then的第二个参数），总是使用catch方法。

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   // bad new Promise()     .then((data) => {/* success */ }, (err) => {/* error */ }); // good new Promise()     .then((data) => { /* success */ })     .catch((err) => {/* error */ });

   上面代码中，第二种写法要好于第一种写法，理由是第二种写法可以捕获前面then方法执行中的错误，也更接近同步的写法。

7. 与传统的try/catch代码块不同的是，即使没有使用catch方法指定错误处理的回调函数，Promise对象抛出的错误也不会中止外部脚本运行。

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   new Promise((resolve) => {     // 下面一行会报错，因为x没有声明     resolve(x + 2); }).then(() => {     console.log('ok'); }); setTimeout(() => {console.log('over')}); //Uncaught (in promise) ReferenceError: x is not defined //over

8. 在异步函数中抛出的错误不会被catch捕获到

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   new Promise((resolve, reject) => {     setTimeout(() => {         throw 'Uncaught Exception!';     }, 1000); }).catch(() => {     console.log('err'); //不会执行 }); new Promise((resolve, reject) => {     setTimeout(() => {         reject();     }, 1000); }).catch(() => {     console.log('err'); //err });

9. 在resolve()后面抛出的错误会被忽略

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   new Promise((resolve, reject) => {     resolve();     throw 'Silenced Exception!'; }).catch(function(e) {     console.log(e); // 不会执行 });

Promise.all(iterable)

1. 语法
   var p = Promise.all([p1, p2, p3]);

2. 含义
   Promise.all方法接受一个数组作为参数，p1、p2、p3都是Promise实例，如果不是，就会先调用下面讲到的Promise.resolve方法，将参数转为Promise实例，再进一步处理。（Promise.all方法的参数可以不是数组，但必须具有Iterator接口，且返回的每个成员都是Promise实例。）
   p的状态由p1、p2、p3决定，分成两种情况。
   (1) 只有p1、p2、p3的状态都变成fulfilled，p的状态才会变成fulfilled，此时p1、p2、p3的返回值组成一个数组，传递给p的回调函数。
   (2) 只要p1、p2、p3之中有一个被rejected，p的状态就变成rejected，此时第一个被reject的实例的返回值，会传递给p的回调函数。

3. 用法

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   const p1 = 'p1-ok'; const p2 = Promise.resolve('p2-ok'); const p3 = new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 3000, 'p3-ok')); const p4 = Promise.reject('p4-err'); Promise.all([p1, p2, p3])     .then((resolves) => {       resolves.forEach(resolve => {           console.log(resolve); //p1-ok   p2-ok  p3-ok       });     })     .catch(() => {       console.log('err');     }); Promise.all([p1, p2, p3, p4])     .then(() => {       console.log('ok');     })     .catch((err) => {        console.log(err); //p4-err     })

Promise.race(iterable)

1. 语法
   var p = Promise.race([p1, p2, p3]);

2. 含义
   Promise.race方法同样是将多个Promise实例，包装成一个新的Promise实例。只要p1、p2、p3之中有一个实例率先改变状态，p的状态就跟着改变。那个率先改变的Promise实例的返回值，就传递给p的回调函数。
   Promise.race方法的参数与Promise.all方法一样，如果不是Promise实例，就会先调用下面讲到的Promise.resolve方法，将参数转为Promise实例，再进一步处理。

3. 用法

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   var p1 = new Promise(resolve => {setTimeout(resolve, 500, "one");}); var p2 = new Promise(resolve => {setTimeout(resolve, 100, "two");}); Promise.race([p1, p2])     .then(value => {         console.log(value); // "two"     }); var p3 = new Promise(resolve => {setTimeout(resolve, 100, "three");}); var p4 = new Promise((resolve, reject) => {setTimeout(reject, 500, "four");}); Promise.race([p3, p4])     .then((value) => {         console.log(value); // "three"     })     .catch(err => {         // 未被调用      }); var p5 = new Promise(resolve => {setTimeout(resolve, 500, "five");}); var p6 = new Promise((resolve, reject) => {           setTimeout(reject, 100, "six");       }); Promise.race([p5, p6])     .then((value) => {       // 未被调用                 }).catch((reason) => {         console.log(reason); // "six"     });

Promise.resolve(value)

1. 语法

   1 2 3

   Promise.resolve(value); Promise.resolve(promise); Promise.resolve(thenable);

   Promise.resolve等价于下面的写法。

   1 2 3

   Promise.resolve(value) ; // 等价于 new Promise(resolve => resolve(value));

2. 含义
   返回一个状态由给定value决定的Promise实例。

3. 用法
   (1) 如果该值是一个Promise对象，则直接返回该对象；

   1 2 3

   const p = new Promise((resolve) => {resolve()}); const p2 = Promise.resolve(p); console.log(p === p2); //true

   (2) 如果参数是thenable对象(即带有then方法的对象)，则返回的Promise对象的最终状态由then方法的执行决定；

   1 2 3 4 5 6 7 8 9

   const thenable = {     then(resolve, reject) {         resolve(42);     } }; Promise.resolve(thenable)     .then((value) => {         console.log(value);  // 42     });

   (3) 如果参数是不具有then方法的对象或基本数据类型，则返回的Promise对象的状态为fulfilled，并且将该参数传递给then方法。

   1 2 3 4

   Promise.resolve('Hello')     .then((s) => {         console.log(s); //Hello     });

   (4) 如果不带有任何参数，则返回的Promise对象的状态为fulfilled，并且将undefined作为参数传递给then方法。

   1 2 3 4

   Promise.resolve()     .then((s) => {         console.log(s); //undefined     });

4. 通常而言，如果你不知道一个值是否是Promise对象，使用Promise.resolve(value)来返回一个Promise对象,这样就能将该value以Promise对象形式使用。

5. 立即resolve的Promise对象，是在本轮“事件循环”（event loop）的结束时，而不是在下一轮“事件循环”的开始时。

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   setTimeout(function () {     console.log('three'); }, 0); Promise.resolve().then( () => {     console.log('two'); }); console.log('one'); // one // two // three

Promise.reject(reason)

1. 语法

   1	Promise.reject(reason);

   Promise.reject等价于下面的写法。

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   var p = Promise.reject(reason); // 等同于 var p = new Promise((resolve, reject) => reject(reason));

2. 含义
   返回一个状态为rejected的Promise对象，并将给定的失败信息传递给对应的处理方法。

注意：Promise.resolve(value)方法返回的Promise实例的状态由value决定，可能是fulfilled，也可能是rejected。Promise.reject(reason)方法返回的Promise实例的状态一定是rejected。

1. 用法

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   Promise.reject("Testing static reject")     .then((value) => {         // 未被调用     }).catch((reason) => {         console.log(reason); // Testing static reject     }); Promise.reject(new Error("fail"))     .then((value) => {         // 未被调用     }).catch((error) => {         console.log(error); // Error: fail     });

2. Promise.reject()方法的参数，会原封不动地作为reject的理由，变成后续方法的参数。这一点与Promise.resolve方法不一致。

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   const thenable = {     then(resolve) {         resolve('ok');     } }; Promise.resolve(thenable)     .then(e => {         console.log(e === 'ok'); //true     }); Promise.reject(thenable)     .catch(e => {         console.log(e === thenable); // true     });