前端面试100道手写题（1）—— 手写Promise实现

一、为什么面试必考手写Promise？

在前端技术栈中，Promise作为异步编程的核心解决方案，其实现原理考察能直接反映开发者对事件循环、状态管理、闭包等核心概念的理解深度。据统计，2023年大厂前端面试中，83%的高级岗位要求候选人具备手写Promise的能力。

Promise的实现涉及三个关键技术点：

1. 状态机模型：pending/fulfilled/rejected三态转换
2. 观察者模式：then方法的链式调用机制
3. 微任务队列：与macrotask的调度差异

二、Promise核心规范解析

根据Promise/A+规范，实现需满足以下强制要求：

1. 状态不可逆：一旦从pending转为fulfilled/rejected，不得再变更
2. 值穿透：then方法返回的新Promise会继承前一个Promise的解析值
3. 异步保证：即使同步调用resolve，then的回调也必须异步执行

规范中的关键术语：

• [[Resolve]]：内部解析函数
• onFulfilled/onRejected：回调函数数组
• settled：状态确定后的不可变状态

三、手写实现分步拆解

1. 基础构造函数实现

class MyPromise {
  constructor(executor) {
    this.state = 'pending'; // 初始状态
    this.value = undefined; // 成功值
    this.reason = undefined; // 失败原因
    this.onFulfilledCallbacks = []; // 成功回调队列
    this.onRejectedCallbacks = []; // 失败回调队列
    const resolve = (value) => {
      if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'fulfilled';
        this.value = value;
        // 异步执行回调
        queueMicrotask(() => {
          this.onFulfilledCallbacks.forEach(fn => fn());
        });
      }
    };
    const reject = (reason) => {
      if (this.state === 'pending') {
        this.state = 'rejected';
        this.reason = reason;
        queueMicrotask(() => {
          this.onRejectedCallbacks.forEach(fn => fn());
        });
      }
    };
    try {
      executor(resolve, reject);
    } catch (err) {
      reject(err);
    }
  }
}

实现要点：

• 使用queueMicrotask确保微任务调度
• 状态变更时进行防御性检查
• 异常捕获机制防止executor出错

2. then方法实现（核心链式调用）

then(onFulfilled, onRejected) {
  // 参数可选处理
  onFulfilled = typeof onFulfilled === 'function' ? onFulfilled : value => value;
  onRejected = typeof onRejected === 'function' ? onRejected : err => { throw err; };
  const promise2 = new MyPromise((resolve, reject) => {
    if (this.state === 'fulfilled') {
      queueMicrotask(() => {
        try {
          const x = onFulfilled(this.value);
          resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
        } catch (e) {
          reject(e);
        }
      });
    } else if (this.state === 'rejected') {
      queueMicrotask(() => {
        try {
          const x = onRejected(this.reason);
          resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
        } catch (e) {
          reject(e);
        }
      });
    } else if (this.state === 'pending') {
      this.onFulfilledCallbacks.push(() => {
        queueMicrotask(() => {
          try {
            const x = onFulfilled(this.value);
            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
          } catch (e) {
            reject(e);
          }
        });
      });
      this.onRejectedCallbacks.push(() => {
        queueMicrotask(() => {
          try {
            const x = onRejected(this.reason);
            resolvePromise(promise2, x, resolve, reject);
          } catch (e) {
            reject(e);
          }
        });
      });
    }
  });
  return promise2;
}

关键处理逻辑：

1. 回调函数参数默认值处理
2. 状态区分处理（同步/异步）
3. 使用queueMicrotask保证异步性
4. 通过resolvePromise处理值穿透

3. resolvePromise解析函数（规范核心）

function resolvePromise(promise2, x, resolve, reject) {
  // 防止循环引用
  if (promise2 === x) {
    return reject(new TypeError('Chaining cycle detected'));
  }
  let called = false;
  if (x !== null && (typeof x === 'object' || typeof x === 'function')) {
    try {
      const then = x.then;
      if (typeof then === 'function') {
        then.call(
          x,
          y => {
            if (called) return;
            called = true;
            resolvePromise(promise2, y, resolve, reject);
          },
          r => {
            if (called) return;
            called = true;
            reject(r);
          }
        );
      } else {
        resolve(x);
      }
    } catch (e) {
      if (called) return;
      called = true;
      reject(e);
    }
  } else {
    resolve(x);
  }
}

规范要点实现：

1. 循环引用检测
2. thenable对象处理
3. 一次调用保证（called标志）
4. 异常捕获机制

四、完整实现代码

class MyPromise {
  // ... 前述构造函数代码 ...
  catch(onRejected) {
    return this.then(null, onRejected);
  }
  static resolve(value) {
    if (value instanceof MyPromise) {
      return value;
    }
    return new MyPromise(resolve => resolve(value));
  }
  static reject(reason) {
    return new MyPromise((_, reject) => reject(reason));
  }
  static all(promises) {
    return new MyPromise((resolve, reject) => {
      const results = [];
      let completed = 0;
      if (promises.length === 0) {
        resolve(results);
        return;
      }
      promises.forEach((promise, index) => {
        MyPromise.resolve(promise).then(
          value => {
            results[index] = value;
            completed++;
            if (completed === promises.length) {
              resolve(results);
            }
          },
          reject
        );
      });
    });
  }
  // ... 前述then方法代码 ...
}

五、面试应对策略

1. 分阶段实现：

   • 第一阶段：实现基础状态管理
   • 第二阶段：添加then方法
   • 第三阶段：完善resolvePromise

2. 调试技巧：

   // 使用console.log跟踪状态变化
   new MyPromise(resolve => {
     console.log('executor执行');
     resolve(1);
   }).then(v => {
     console.log('then回调', v);
     return v * 2;
   }).then(console.log);

3. 常见陷阱：

   • 同步调用resolve时忘记异步执行回调
   • 忽略then方法的参数默认值处理
   • 未实现值穿透逻辑

六、扩展实现建议

1. 添加finally方法：

   finally(callback) {
   return this.then(
    value => MyPromise.resolve(callback()).then(() => value),
    reason => MyPromise.resolve(callback()).then(() => { throw reason })
   );
   }

2. 实现Promise.race：

   static race(promises) {
   return new MyPromise((resolve, reject) => {
    promises.forEach(promise => {
      MyPromise.resolve(promise).then(resolve, reject);
    });
   });
   }

七、实践验证方法

1. 使用Promise/A+测试套件：

   npm install promises-aplus-tests -g
   promises-aplus-tests your-promise-impl.js

2. 手动测试用例：
   ```javascript
   // 测试用例1：基础链式调用
   new MyPromise(resolve => resolve(1))
   .then(v => v * 2)
   .then(v => {
   console.assert(v === 2, ‘链式调用失败’);
   });

// 测试用例2：异常处理
new MyPromise((_, reject) => reject(‘error’))
.catch(err => {
console.assert(err === ‘error’, ‘异常捕获失败’);
});
```

通过系统实现Promise，开发者不仅能深入理解异步编程原理，更能掌握事件循环、闭包、状态机等核心前端概念。建议结合ES6类语法和模块化开发，将实现封装为可复用的工具库，这既是面试的加分项，也是提升代码质量的实践途径。