JavaScript Promise 链中的“浮动”陷阱与避免策略-js教程-PHP中文网

JavaScript Promise 链中的“浮动”陷阱与避免策略

本文深入探讨了 javascript 中“浮动”promise 的概念及其潜在问题。当 promise 链中的 `then()` 回调启动异步操作却未返回其 promise 时，就会产生“浮动”promise，导致后续操作无法正确追踪其状态。文章将详细阐述何时会发生这种情况、如何通过正确返回 promise 或利用 `async/await` 机制来避免，并强调了维护 promise 链完整性的重要性。

在现代 JavaScript 异步编程中，Promise 扮演着核心角色。然而，不当使用 Promise 链可能导致一个被称为“浮动”Promise 的问题，这会破坏异步操作的顺序性和可追踪性。理解并避免“浮动”Promise 对于编写健壮、可维护的异步代码至关重要。

理解“浮动”Promise

根据 MDN 文档的解释，当一个 Promise 处理器（例如 then() 回调）启动了一个 Promise 但没有将其返回时，该 Promise 就被认为是“浮动”的。这意味着，外部或后续的 Promise 处理器将无法追踪这个未返回 Promise 的结算（解决或拒绝）状态。

这种状况的根本问题在于，Promise 链依赖于每个 then() 回调返回一个 Promise（或者一个值，该值会被包装成一个已解决的 Promise）来确保链的连续性。如果一个 then() 回调内部启动了新的异步操作，但没有返回代表该操作的 Promise，那么链条就会“断裂”，后续的 then() 将无法等待这个新启动的异步操作完成。

同步操作与 Promise 链的连续性

需要明确的是，并非所有的 then() 回调都需要显式地返回一个值或 Promise。如果 then() 回调内部执行的是同步操作，即使没有显式地返回任何 Promise，也不会产生“浮动”Promise。这是因为同步操作会立即完成，then() 回调会隐式地返回 undefined，而 undefined 会被包装成一个已解决的 Promise，从而允许链条继续。

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考虑以下示例：

const listOfIngredients = [];

function doSomething() {
  fetch('http://127.0.0.1:4000/test.json')
    .then((res) => res.json())
    .then((data) => {
      // 这是一个同步操作：遍历数组并推入数据
      data.ingredients.split(',').forEach(i => listOfIngredients.push(i));
      // 此处未显式返回任何 Promise 或值
    })
    .then((nothing) => {
      console.log(nothing); // undefined，因为上一个 then 隐式返回了 undefined
      console.log(listOfIngredients); // ['flour', 'sugar', 'butter', 'chocolate']
      return "and coconut";
    })
    .then((something) => {
      listOfIngredients.push(something);
      console.log(listOfIngredients); // ['flour', 'sugar', 'butter', 'chocolate', 'and coconut']
    });
}
doSomething();

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在这个例子中，第一个 .then((data) => { ... }) 回调内部执行的是 forEach 循环，这是一个同步操作。尽管它没有显式 return 任何东西，但由于其内部没有启动新的异步 Promise，因此不会导致“浮动”Promise。后续的 .then 回调能够正常执行，并接收到前一个 then 隐式返回的 undefined。

“浮动”Promise 的真正场景：未返回的异步操作

“浮动”Promise 的问题真正出现在 then() 回调内部启动了 新的异步操作（例如另一个 fetch 调用、setTimeout 包装的 Promise 等），但却没有返回这个新操作所产生的 Promise。

示例：制造一个“浮动”Promise

假设我们修改上面的链，在某个 then 中启动了一个新的 fetch 但未返回：

const listOfIngredients = [];

function doSomethingWithError() {
  fetch('http://127.0.0.1:4000/test.json')
    .then((res) => res.json())
    .then((data) => {
      data.ingredients.split(',').forEach(i => listOfIngredients.push(i));
    })
    .then((nothing) => {
      console.log(nothing); // undefined
      // ！！！这里启动了一个新的异步操作，但没有返回其 Promise
      fetch('http://127.0.0.1:4000/another_api.json') // 这是一个“浮动”Promise！
        .then(response => response.json())
        .then(extraData => listOfIngredients.push(extraData.extra));

      // 注意：由于没有返回上面的 fetch Promise，这个 then 实际上会立即解决
      // 后续的 then 不会等待这个 fetch 完成
    })
    .then((resultOfPrevious) => {
      console.log(resultOfPrevious); // 仍然是 undefined
      // 此时，上面的 fetch 可能还没完成，或者其结果无法被这里捕获
      console.log("Floating Promise Example:", listOfIngredients);
    });
}
doSomethingWithError();

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在这种情况下，listOfIngredients 数组可能在第二个 fetch 操作完成之前就被打印出来，或者第二个 fetch 的结果无法被链中的后续 then 捕获，导致逻辑错误。这就是“浮动”Promise 的典型表现：失去了对异步操作的控制和追踪。

避免“浮动”Promise 的关键：正确返回 Promise

避免“浮动”Promise 的核心原则非常简单：如果 then() 回调内部执行了任何返回 Promise 的异步操作，务必将该 Promise 返回。 这样，Promise 链才能正确连接，后续的 then 回调会等待这个返回的 Promise 结算。

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示例：正确处理异步操作

const listOfIngredients = [];

function doSomethingCorrectly() {
  fetch('http://127.0.0.1:4000/test.json')
    .then((res) => res.json())
    .then((data) => {
      data.ingredients.split(',').forEach(i => listOfIngredients.push(i));
      // 仍然是同步操作，无需返回 Promise
    })
    .then((nothing) => {
      console.log(nothing); // undefined
      // ！！！正确做法：返回新的 fetch Promise
      return fetch('http://127.0.0.1:4000/another_api.json')
        .then(response => response.json()); // 返回这个内部 Promise
    })
    .then((extraData) => {
      // extraData 现在是上面 fetch 返回的 JSON 数据
      listOfIngredients.push(extraData.extra);
      console.log("Corrected Example:", listOfIngredients);
    })
    .catch(error => {
      console.error("An error occurred:", error);
    });
}
doSomethingCorrectly();

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通过返回 fetch 调用产生的 Promise，我们确保了 Promise 链的连续性。extraData 参数将正确地接收到第二个 fetch 的结果，并且整个链条会按照预期顺序执行。

async/await 与 Promise 的隐式管理

async/await 语法提供了一种更简洁、更易读的方式来处理异步操作，它在底层仍然是基于 Promise 的。使用 async/await 可以自然地避免“浮动”Promise 的问题。

await 关键字：在 async 函数内部，await 关键字会暂停函数的执行，直到其后的 Promise 解决，并返回其解决值。这确保了异步操作的顺序执行，并且隐式地等待了 Promise 的完成。
async 函数的隐式 Promise 返回：一个 async 函数总是隐式地返回一个 Promise。这个 Promise 会在函数内部所有 await 操作完成且函数执行完毕后解决（或在遇到未捕获的错误时拒绝）。

示例：使用 async/await 避免“浮动”Promise

const listOfIngredients = [];

async function doSomethingWithAsyncAwait() {
  try {
    const res = await fetch('http://127.0.0.1:4000/test.json');
    const data = await res.json();

    data.ingredients.split(',').forEach(i => listOfIngredients.push(i));

    // 这里，await 关键字确保了下一个 fetch 会被等待
    const anotherRes = await fetch('http://127.00.1:4000/another_api.json');
    const extraData = await anotherRes.json();
    listOfIngredients.push(extraData.extra);

    console.log("Async/Await Example:", listOfIngredients);
  } catch (error) {
    console.error("An error occurred:", error);
  }
}
doSomethingWithAsyncAwait();

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使用 async/await 后，代码看起来更像是同步执行的，大大提高了可读性。await 关键字自动处理了 Promise 的等待和值传递，有效地避免了“浮动”Promise 的情况。

顶层函数的 Promise 返回：确保外部可追踪性

除了 Promise 链内部的 then() 回调，启动整个 Promise 链的顶层函数也应返回该 Promise 链，以便外部调用者能够追踪其完成状态。如果 doSomething() 函数本身没有返回它启动的 fetch Promise 链，那么任何尝试等待 doSomething() 完成的外部代码都将无法实现。

示例：顶层函数返回 Promise

function doSomething() {
  return fetch('http://127.0.0.1:4000/test.json') // ！！！返回整个 Promise 链
    .then((res) => res.json())
    .then((data) => {
      // ... 处理数据
      return data; // 确保链条继续传递数据
    })
    .catch(error => {
      console.error("Error in doSomething:", error);
      throw error; // 重新抛出错误，让外部 catch 捕获
    });
}

// 外部调用者可以追踪 doSomething 的完成状态
doSomething()
  .then(finalResult => {
    console.log("doSomething completed with:", finalResult);
  })
  .catch(outerError => {
    console.error("doSomething failed:", outerError);
  });

// 或者使用 async/await
async function executeOperation() {
  try {
    const result = await doSomething();
    console.log("Operation executed, final result:", result);
  } catch (error) {
    console.error("Operation failed:", error);
  }
}
executeOperation();

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通过让 doSomething 函数返回 Promise 链，它的调用者就可以使用 then()、catch() 或 await 来等待其完成并处理结果或错误。

总结与最佳实践

“浮动”Promise 是 JavaScript 异步编程中一个常见的陷阱，但通过遵循一些简单原则可以有效避免：

返回 Promise 或值： 在 then() 回调中，如果执行了新的异步操作并产生了 Promise，务必将该 Promise 返回。如果只执行了同步操作，可以不显式返回，但为了代码清晰和未来扩展性，通常建议返回一个值或 undefined。
利用 async/await： async/await 提供了一种更直观、更安全的处理异步流的方式。在 async 函数内部，await 关键字会自动管理 Promise 的等待和结果传递，有效避免了手动返回 Promise 的复杂性。
顶层函数也应返回 Promise： 启动 Promise 链的顶层函数，如果其完成状态需要被外部追踪，也应返回它所启动的 Promise 链。
错误处理： 确保 Promise 链中有适当的错误处理机制（catch() 或 try...catch），因为“浮动”Promise 也会导致错误无法被正确捕获。

编写异步代码时，始终要思考每个 then() 回调的返回值以及整个异步流程的完整性。刻意不返回异步操作的结果，同时又期望在它们完成后执行某些操作，通常是设计不佳的表现，并可能引入难以调试的错误。遵循这些最佳实践，将有助于构建更健壮、更可预测的 JavaScript 应用程序。

以上就是JavaScript Promise 链中的“浮动”陷阱与避免策略的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！