Что такое Promise в JavaScript

Современная веб-разработка в значительной степени опирается на асинхронное программирование, что позволяет нам эффективно обрабатывать трудоемкие операции, не откладывая выполнение других задач. Цель этой статьи — дать полное представление о промисах JavaScript, включая информацию об их определении, этапах жизненного цикла, вспомогательных функциях и внутренней работе.

Что такое Promises в JavaScript?

Успех (или сбой) асинхронной операции и значение, которое она генерирует, представлены объектом, называемым обещанием. Вместо вложения обратных вызовов он позволяет нам обрабатывать асинхронный код более элегантным и организованным способом с помощью цепочек методов. Обещания могут находиться в одном из трех состояний: pending (ожидание), fulfilled (выполнен) или rejected (отклонен). Pending - начальное состояние Promise, которое означает, что асинхронная операция все еще выполняется. Если операция выполнена успешно, Promise переходит в состояние “выполнен”, а при возникновении проблемы — в состояние “отклонен”.

Этапы жизненного цикла Promise

Давайте подробно рассмотрим каждый этап жизненного цикла Promise на примерах кода:

Ожидание

Объект Promise находится в состоянии ожидания на момент создания. На данный момент асинхронная операция все еще продолжается, и обещание не принимается и не отклоняется. Вот пример:

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // Асинхронная операция, например, запрос данных через API,
  // resolve(result) или reject(error) будут вызваны позднее
});

Выполнено (Fulfilled)

Обещание переходит в состояние “выполнено”, как только асинхронная операция успешно завершена. На этом этапе связанное значение (результат) становится доступным. Для обработки выполненного обещания мы используем метод .then() Вот пример:

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // Симуляция асинхронной операции
  setTimeout(() => {
    resolve("Operation succeeded!");
  }, 2000);
});

promise.then((result) => {
  console.log(result); // Вывод: "Operation succeeded!"
});

Отклонено (Rejected)

В случае, если возникает проблема с асинхронной операцией, Promise переходит в отклоненное состояние. Оно обозначает, что операция не удалась, и предоставляет объекту ошибки соответствующую информацию. Для обработки отклоненного Promise мы используем метод .catch() Вот пример:

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // Симуляция асинхронной операции
  setTimeout(() => {
    reject(new Error("Something went wrong!"));
  }, 2000);
});

promise.catch((error) => {
  console.log(error.message); // Вывод: "Something went wrong!"
});

Цепочка обещаний

Обещания имеют ряд важных преимуществ, в том числе возможность объединять несколько асинхронных операций, что улучшает читаемость кода. Мы достигаем этого, используя метод .then() для возврата нового Promise. Вот пример:

const getUser = () => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронной операции
    setTimeout(() => {
      resolve({ id: 1, name: "John" });
    }, 2000);
  });
};

const getUserPosts = (user) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронной операции
    setTimeout(() => {
      resolve(["Post 1", "Post 2"]);
    }, 2000);
 });
};

getUser()
  .then((user) => getUserPosts(user))
  .then((posts) => console.log(posts)); // Вывод: ["Post 1", "Post 2"]

Вспомогательные функции для объектов Promise

Наряду с основными методами, предоставляемыми Promise, JavaScript также предоставляет ряд вспомогательных функций, которые улучшают функциональность и удобочитаемость асинхронного кода. Общие задачи упрощаются благодаря этим вспомогательным функциям, которые также улучшают поток управления и обработку ошибок.

Promise.all()

Когда все объекты Promise во входном массиве выполнены, эта функция возвращает новый объект Promise. Вот пример:

const fetchUser = () => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронного вызова API
    setTimeout(() => {
      const user = { id: 1, name: "John" };
      resolve(user);
    }, 2000);
  });
};

const fetchPosts = () => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронного вызова API
    setTimeout(() => {
      const posts = ["Post 1", "Post 2"];
      resolve(posts);
    }, 1500);
  });
};

const fetchComments = () => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронного вызова API
    setTimeout(() => {
      const comments = ["Comment 1", "Comment 2"];
      resolve(comments);
    }, 1000);
  });
};

Promise.all([fetchUser(), fetchPosts(), fetchComments()])
  .then(([user, posts, comments]) => {
    console.log("User:", user);
    console.log("Posts:", posts);
    console.log("Comments:", comments);
  })
  .catch((error) => {
    console.log("Error:", error);
  });

Три функции fetchUser(), fetchPosts() и fetchComments() включены в приведенный выше пример. Для пользовательских данных, пользовательских сообщений и комментариев пользователей каждая функция имитирует асинхронный вызов API, возвращая Promise. Передавая массив Promise ([fetchUser(), fetchPosts(), fetchComments()]) в Promise.all(), мы создаем новый Promise, который выполняется после успешного выполнения каждого Promise в массиве. При обработке выполнения метод .then() применяет синтаксис, деструктурирующий массив, для получения разрешенных значений каждого объекта Promise. Когда в этой ситуации успешно выполняются все обещания, деструктурирование массива присваивает значения fetchUser(), fetchPosts() и fetchComments() переменным user, posts и comments соответственно. Пользователь, публикации и комментарии выводятся в консоль. Если какой-либо из Promises не удался вызывается .catch() и ошибка выводится в консоль. Promise.all() позволяет нам эффективно извлекать несколько асинхронных ресурсов и обрабатывать их все одновременно после успешного завершения каждого запроса.

Promise.race()

Как только какой-либо из объектов Promise во входном массиве выполнится, эта функция возвращает новый объект Promise, который либо выполняется, либо отклоняется. Вот пример:

const fetchResource = (resource, delay) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // Симуляция асинхронного вызова API
    setTimeout(() => {
      resolve(`${resource} is fetched successfully in ${delay}ms`);
    }, delay);
  });
};

const resource1 = fetchResource("Resource 1", 2000);
const resource2 = fetchResource("Resource 2", 1500);
const resource3 = fetchResource("Resource 3", 1000);

Promise.race([resource1, resource2, resource3])
  .then((result) => {
    console.log(result);
  })
  .catch((error) => {
    console.log(error);
  });

В приведенном выше примере есть три функции, называемые fetchResource() которые имитируют асинхронные вызовы API, возвращая Promises. Каждый вызов имитирует время, необходимое для получения определенного ресурса, с разным временем задержки. Когда массив Promises ([resource1, resource2, resource3]) передается методу Promise.race(), создается новый Promise, который выполняется (выполняется успешно или отклоняется) в ответ на любое Promise в массиве Promise.race(). Значение успешного Promise передается в качестве параметра result и выводится в консоли в методе .then(), который используется для обработки выполнения. В этом случае победителем будет считаться тот ресурс, который разрешится первым (т.е. тот, у которого наименьшая задержка), а его значение будет выведено на консоль. Если какой-либо из Promises не удался, то вызывается .catch() и ошибка выводится в консоли. Мы можем выполнить несколько асинхронных операций одновременно и отреагировать на результат самой быстрой с помощью метода Promise.race(). Это полезно в ситуациях, когда мы хотим действовать в соответствии с первоначальным ответом или завершением.

Promise.resolve() и Promise.reject()

Без необходимости дополнительных асинхронных операций эти функции позволяют создавать Promise, которые уже были выполнены или отклонены соответственно. Благодаря мощным возможностям, которые эти вспомогательные функции предлагают для манипулирования и управления Promises, асинхронное программирование JavaScript теперь более адаптируемо и выразительно. Promise.resolve() и Promise.reject() используются в следующем примере кода:

const fetchData = (shouldSucceed) => {
  if (shouldSucceed) {
    return Promise.resolve("Data fetched successfully");
  } else {
    return Promise.reject(new Error("Failed to fetch data"));
  }
};

fetchData(true)
  .then((result) => {
    console.log(result);
  })
  .catch((error) => {
    console.log(error);
  });

fetchData(false)
  .then((result) => {
    console.log(result);
  })
  .catch((error) => {
    console.log(error);
  });

Функция fetchData() в приведенном выше примере имеет параметр shouldSucceed, который указывает, должна ли выборка данных быть успешной или неудачной. Promise.resolve() используется для создания и возврата объекта Promise, который немедленно выполняется с сообщением «Data fetched successfully», если shouldSucceed имеет значение true. Promise.reject() используется для создания и возврата объекта Promise, который немедленно отклоняется с новым объектом Error и сообщением «Failed to fetch data», если shouldSucceed имеет значение false. Возвращенное обещание выполняется в первом вызове fetchData() с shouldSucceed, равным true, и выполнение управляется методом .then(). В result передается значение «Data fetched successfully», которое затем выводится в консоль. Во втором вызове fetchData() с shouldSucceed, равным false, возвращенный объект Promise отклоняется, и для обработки отклонения используется .catch(). Объект ошибки, содержащий сообщение «Failed to fetch data», передается в качестве параметра error и выводится в консоль. Используя Promise.resolve() и Promise.reject() мы можем легко создавать Promise, которые уже разрешены или отклонены, без необходимости дополнительных асинхронных операций. Это полезно при обработке синхронных значений или ошибок в виде объектов Promise.

Итоги

Асинхронное программирование JavaScript произвело революцию благодаря обещаниям, которые предлагают хорошо организованный и красивый способ решения трудоемких задач. Обещания помогают нам создать более удобочитаемый и поддерживаемый код. Определение объектов Promise, этапы их жизненного цикла и вспомогательные функции, таких как Promise.all(), Promise.race(), Promise.resolve() и Promise.reject() были рассмотрены в этом обширном руководстве. Мы можем эффективно обрабатывать асинхронные операции и изящно обрабатывать сценарии успеха и ошибок, понимая этапы жизненного цикла - pending, fulfilled и rejected. Разработчики могут создавать надежные и эффективные приложения, которые легко справляются со сложными асинхронными задачами, используя Promises и их вспомогательные функции. Поток управления оптимизирован, а удобочитаемость кода улучшена за счет цепочек Promise. Кроме того, вспомогательные функции JavaScript улучшают обработку ошибок и упрощают выполнение многочисленных асинхронных операций. Современная веб-разработка требует использования асинхронного программирования, а знание обещаний позволяет разработчикам создавать код, который является более чистым и простым в обслуживании. Вы можете создавать надежные приложения, которые эффективно обрабатывают асинхронные операции, интегрируя Promises в свои JavaScript проекты и используя их вспомогательные функции.

Это серия статей о функциональном программировании:

1. Парадигмы программирования (рассматривается в этой статье)
2. Композиция
3. Функторы
4. Каррирование
5. Чистые функции
6. Функции первого класса

Парадигмы программирования

Парадигма программирования — это стиль или "способ" программирования. Поэтому некоторые языки заставляют нас писать в определенной парадигме. Другие языки оставляют варианты открытыми для программиста, где каждая парадигма следует набору понятий. За всю историю компьютерного программирования инженеры разработали разные языки. Каждый язык основывался на одной или нескольких парадигмах. Эти парадигмы принадлежат к одной из следующих двух основных категорий:

1. Императивная парадигма

В императивных языках программирования поток управления является явным, где программист инструктирует программу, как изменить ее состояние. В императивную парадигму также включается:

• Структурная парадигма
• Объектно-ориентированная парадигма

2. Декларативная парадигма

В декларативной парадигме поток управления является неявным, когда программист указывает программе, что следует делать, не указывая, как это должно быть сделано. В декларативную парадигму также включается:

• Функциональная парадигма
• Логическая парадигма
• Математическая парадигма
• Реактивная парадигма

Большинство языков принадлежат либо к императивной, либо к декларативной парадигме, где каждая парадигма имеет набор понятий, которым необходимо следовать. Рассмотрим подробнее каждую парадигму.

Императивная парадигма

Императивная парадигма немного изменилась из-за структурной парадигмы, но у нее все еще есть проблемы:

• Указание программе, как что-то делать (поток управления является явным)
• Общее состояние

Чтобы понять эти проблемы рассмотрим примеры.

Проблема 1: Указание программе, как что-то делать (поток управления является явным)

Кейс: представьте себе 1000 сотрудников с руководителем, который ведет их по проекту. Руководитель начинает рассказывать 1000 сотрудников, как делать вещи одну за другой. Как вы думаете, насколько это будет плохо? Я почти уверен, что вы видите, что этот стиль управления на микроуровне имеет большие риски, ловушки и даже не сработает. Решение: Сгруппировать людей по зонам ответственности и делегировать в каждую группу руководителя группы. Руководитель каждой группы должен знать, как делать что-то для достижении цели. Это значительно уменьшит сложность, узкие места и станет намного проще в управлении. В этой аналогии

• Руководитель = Программист
• Руководители групп = Функции более высокого уровня
• Сотрудники в каждой группе = Строки кода

Вывод: когда мы применяем организационную структуру более высокого порядка на программном уровне, наша жизнь становится проще.

Проблема 2: Общее состояние

Кейс: Представьте отца, у которого двое детей. У них есть общий банковский счет. Каждый месяц отец кладет на этот счет 1000 долларов. Оба ребенка не знают, что учетная запись используется совместно. Таким образом, они оба думают, что у каждого есть 1000 долларов, которые он может потратить на себя. В конце месяца оказывается, что на этом счету осталось -1000 долларов. Решение: У каждого ребенка должна быть отдельная учетная запись и указанная ежемесячная сумма. В этой аналогии:

• Дети = Функции
• Общий банковский счет = общее состояние

Вывод: Когда ваши функции имеют одно и то же состояние, они используют его неосознанно. Это испортит состояние вашей программы даже с двумя функциями. Так что всегда лучше, чтобы каждая функция имела собственное независимое состояние для использования.

Пример императивной парадигмы

Давайте посмотрим, как функция для суммирования может быть реализована в императивной парадигме.

const sum = (list) => {
  let result = 0
  for (let i = 0; i < list.length; i++) {
    result += list[i]
  }
  return result
}

Почему этот код считается императивным?

1. Указание программе, как что-то делать (поток управления является явным): мы явно сообщаем циклу for, как работать. Также мы обращаемся к каждому элементу в массиве явно.
2. Совместное состояние: результирующая переменная является общим состоянием, изменяющимся на каждой итерации (с общим состоянием в более крупных решениях будет гораздо сложнее справиться).

Декларативная парадигма

Декларативная парадигма — это когда программист указывает программе, что должно быть сделано, не указывая, как. В декларативной парадигме мы пишем функции, которые:

• Описывают, что должна выполнять программа, а не как (неявный поток управления).
• Не производят побочных эффектов (о которых мы поговорим позже).

Пример декларативной парадигмы

Мы увидели, как функция sum может быть реализована в императивной парадигме. Давайте посмотрим, как ее можно реализовать декларативно.

const add = (a, b) => a + b
const sum = (list) => list.reduce(add)

Похоже на магию? Но почему это считается декларативным?

• Описано, что программа должна выполнять, а не как (неявный поток управления): нет явного итератора, нет явного указания циклу, как работать или как получить доступ к элементам. Это было достигнуто с помощью метода reduce.
• Не производит побочных эффектов: общее состояние — это форма побочных эффектов, которая была полностью устранена с помощью метода reduce и функции add.

Еще одно сравнение

Что, если мы хотим суммировать только четные числа? Разберем эту задачу на примерах в разных парадигмах.

Императивная реализация

const evenSum = (list) => {
  let result = 0
  for (let i = 0; i < list.length; i++){
    if(list[i] % 2 === 0) {
      result += list[i]
    }
  }
  return result
}

Декларативная реализация

const evenSum = (list) => {    
  const isEven = (n) => n % 2
  const add = (a, b) => a + b
  return list.filter(isEven).reduce(add)
}

Как видим, если мы хотим сравнить обе парадигмы (императивную и декларативную), то декларативная парадигма (в нашем случае Функциональная парадигма) больше похожа на шестеренки. Вы разрабатываете свои шестеренки как отдельные единицы, затем добавляете их туда, где они вам нужны. Но в императивной парадигме это больше похоже на тесто. Почти все смешано и слито в один и тот же кусок код. В целом декларативная парадигма — это:

• Предсказуемость
• Тестируемость
• Многоразовость
• Настраиваемость
• Кэшируемость
• Поддерживаемость
• Компонуемость

Некоторые из этих моментов не обязательно имеют смысл в контексте примера с функцией sum, но будут иметь смысл в следующих статьях о функциональном программировании.

Эволюция парадигм

Итак, у нас есть 2 основные парадигмы: императивная и декларативная, каждая из которых имеет подпарадигмы. Теперь поговорим подробнее о структурной, объектно-ориентированной и функциональной парадигмах. с эволюционной точки зрения. Каждая парадигма ограничивала способ программирования, вводя что-то новое.

• Структурная парадигма: ограниченное использование goto и «потока передачи управления» за счет введения в наш код такой структуры, как if/else/then/loop и других. Другими словами, он ограничивает поток передачи управления.
• Объектно-ориентированная парадигма: ограничение полиморфизма с использованием указателей на функции за счет введения полиморфизма с использованием наследования.
• Функциональная парадигма: ограничения общего состояния и побочные эффекты за счет введения иммутабельности.

Имейте в виду, что каждая парадигма может использовать одну или несколько концепций других парадигм (например, как объектно-ориентированная, так и функциональная парадигмы используют концепции структурной парадигмы).

Итоги

В реальной жизни у нас разные парадигмы с разными стилями, которые требуют разного уровня мастерства. Практика большего количества парадигм даст вам больше возможностей. У объектно-ориентированной парадигмы есть свои особенности, у функционального программирования - свои. Чем сильнее вы становитесь в этих парадигмах, тем мощнее будут ваши решения.