Objective-C中的PromiseKit异步编程模式

一、PromiseKit 简介

在传统的 Objective-C 异步编程中，我们常常会使用回调函数（block）来处理异步操作的结果。然而，当异步操作嵌套过多时，代码会变得难以阅读和维护，形成所谓的 “回调地狱”。PromiseKit 就是为了解决这一问题而诞生的一个强大的库，它提供了一种更优雅、更易读的方式来处理异步操作。

PromiseKit 基于 Promise 的概念。一个 Promise 代表一个异步操作的最终结果，它有三种状态：pending（进行中）、fulfilled（已完成）和 rejected（已拒绝）。当异步操作完成时，Promise 会从 pending 状态转换为 fulfilled 状态，并返回操作的结果；如果操作失败，Promise 会转换为 rejected 状态，并返回错误信息。

二、PromiseKit 的安装

1. 使用 CocoaPods 安装 在项目的 Podfile 文件中添加以下内容：

pod 'PromiseKit'

然后在终端中执行 pod install 命令，CocoaPods 会自动下载并集成 PromiseKit 到项目中。 2. 手动安装 你也可以手动下载 PromiseKit 的源代码，将其添加到项目中。手动安装相对复杂一些，需要处理依赖等问题，因此推荐使用 CocoaPods 进行安装。

三、基本使用

1. 创建 Promise 在 PromiseKit 中，创建一个 Promise 非常简单。以下是一个简单的示例，模拟一个异步加载图片的操作：

#import <PromiseKit/PromiseKit.h>

PMKPromise *loadImagePromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟异步操作，例如从网络加载图片
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"exampleImage"];
        if (image) {
            fulfill(image);
        } else {
            NSError *error = [NSError errorWithDomain:@"ImageLoadingError" code:1 userInfo:nil];
            reject(error);
        }
    });
}];

在上述代码中，我们使用 [PMKPromise new:] 方法创建了一个 Promise。在这个 block 中，我们有两个参数：fulfill 和 reject。fulfill 用于在异步操作成功时传递结果，reject 用于在操作失败时传递错误。

2. 处理 Promise 创建 Promise 后，我们需要处理它的结果。可以使用 then 方法来处理成功的情况，catch 方法来处理失败的情况：

[loadImagePromise then:^(UIImage *image) {
    // 图片加载成功，更新 UI 显示图片
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithImage:image];
    [self.view addSubview:imageView];
} catch:^(NSError *error) {
    // 图片加载失败，显示错误信息
    UIAlertController *alertController = [UIAlertController alertControllerWithTitle:@"Error" message:error.localizedDescription preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    UIAlertAction *okAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"OK" style:UIAlertActionStyleDefault handler:nil];
    [alertController addAction:okAction];
    [self presentViewController:alertController animated:YES completion:nil];
}];

then 方法接受一个 block，当 Promise 成功时，这个 block 会被执行，并且传递 Promise 的结果（这里是加载的图片）。catch 方法同样接受一个 block，当 Promise 失败时，这个 block 会被执行，并且传递错误信息。

四、链式调用

PromiseKit 的强大之处在于它支持链式调用，这使得我们可以轻松地处理多个异步操作的顺序执行。

1. 顺序执行多个异步操作 假设我们有一个需求，先从网络获取用户信息，然后根据用户信息获取用户的订单列表。可以这样实现：

PMKPromise *fetchUserInfoPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟从网络获取用户信息的异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSDictionary *userInfo = @{@"name": @"John Doe", @"age": @30};
        fulfill(userInfo);
    });
}];

PMKPromise *fetchOrderListPromise = [fetchUserInfoPromise then:^(NSDictionary *userInfo) {
    return [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
        // 模拟根据用户信息获取订单列表的异步操作
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSArray *orderList = @[@"Order 1", @"Order 2"];
            fulfill(orderList);
        });
    };
}];

[fetchOrderListPromise then:^(NSArray *orderList) {
    // 处理订单列表
    NSLog(@"Order List: %@", orderList);
} catch:^(NSError *error) {
    // 处理错误
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在上述代码中，fetchUserInfoPromise 成功后，会执行 then 中的 block，在这个 block 中又返回了一个新的 Promise fetchOrderListPromise。这样就实现了两个异步操作的顺序执行。

2. 链式调用中的错误处理 在链式调用中，如果任何一个 Promise 失败，整个链条都会中断，并执行 catch 块。例如：

PMKPromise *promise1 = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟第一个异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSError *error = [NSError errorWithDomain:@"Promise1Error" code:1 userInfo:nil];
        reject(error);
    });
}];

PMKPromise *promise2 = [promise1 then:^(id value) {
    // 这个 block 不会执行，因为 promise1 失败了
    return [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
        // 模拟第二个异步操作
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            fulfill(@"Result of promise2");
        });
    };
}];

[promise2 then:^(id value) {
    NSLog(@"Success: %@", value);
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在这个例子中，promise1 故意返回了一个错误，因此 promise2 中的 then block 不会执行，而是直接执行 catch block 来处理错误。

五、并发操作

除了顺序执行异步操作，PromiseKit 还支持并发执行多个异步操作，并在所有操作完成后处理结果。

1. 使用 when 方法并发执行多个 Promise 假设我们有三个异步操作，分别是获取用户信息、获取用户的好友列表和获取用户的收藏列表。我们可以并发执行这些操作，并在所有操作完成后统一处理结果：

PMKPromise *fetchUserInfoPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟获取用户信息的异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSDictionary *userInfo = @{@"name": @"John Doe", @"age": @30};
        fulfill(userInfo);
    });
}];

PMKPromise *fetchFriendListPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟获取好友列表的异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSArray *friendList = @[@"Friend 1", @"Friend 2"];
        fulfill(friendList);
    });
}];

PMKPromise *fetchFavoriteListPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟获取收藏列表的异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSArray *favoriteList = @[@"Favorite 1", @"Favorite 2"];
        fulfill(favoriteList);
    });
}];

PMKPromise *whenAllPromise = [PMKPromise when:@[fetchUserInfoPromise, fetchFriendListPromise, fetchFavoriteListPromise]];

[whenAllPromise then:^(NSArray *results) {
    NSDictionary *userInfo = results[0];
    NSArray *friendList = results[1];
    NSArray *favoriteList = results[2];
    // 处理所有结果
    NSLog(@"User Info: %@", userInfo);
    NSLog(@"Friend List: %@", friendList);
    NSLog(@"Favorite List: %@", favoriteList);
} catch:^(NSError *error) {
    // 处理错误
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在上述代码中，我们使用 [PMKPromise when:] 方法将三个 Promise 组合在一起。当所有 Promise 都成功完成时，when 方法返回的 Promise 也会成功，并且 then block 会接收到一个包含所有 Promise 结果的数组。

2. 并发操作中的错误处理 在并发操作中，如果任何一个 Promise 失败，整个 when 操作都会失败，并执行 catch 块。例如：

PMKPromise *promise1 = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟第一个异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        fulfill(@"Result of promise1");
    });
}];

PMKPromise *promise2 = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟第二个异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSError *error = [NSError errorWithDomain:@"Promise2Error" code:1 userInfo:nil];
        reject(error);
    });
}];

PMKPromise *promise3 = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟第三个异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        fulfill(@"Result of promise3");
    });
}];

PMKPromise *whenAllPromise = [PMKPromise when:@[promise1, promise2, promise3]];

[whenAllPromise then:^(NSArray *results) {
    // 这个 block 不会执行，因为 promise2 失败了
    NSLog(@"Results: %@", results);
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在这个例子中，promise2 故意返回了一个错误，导致 whenAllPromise 失败，catch block 会被执行来处理错误。

六、与其他异步框架的结合使用

1. 与 NSURLSession 结合 在网络请求中，NSURLSession 是常用的框架。我们可以将 NSURLSession 的异步操作与 PromiseKit 结合，使代码更易读。以下是一个使用 NSURLSession 进行 GET 请求，并使用 PromiseKit 处理结果的示例：

PMKPromise *fetchDataPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://example.com/api/data"];
    NSURLSessionDataTask *task = [[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithURL:url completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (error) {
            reject(error);
        } else {
            fulfill(data);
        }
    }];
    [task resume];
}];

[fetchDataPromise then:^(NSData *data) {
    // 处理返回的数据
    NSString *responseString = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"Response: %@", responseString);
} catch:^(NSError *error) {
    // 处理错误
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在上述代码中，我们将 NSURLSessionDataTask 的异步操作封装在一个 Promise 中，这样可以更方便地处理请求的成功和失败情况。

2. 与 Core Data 结合 在数据持久化方面，Core Data 是一个强大的框架。我们可以使用 PromiseKit 来处理 Core Data 中的异步操作，例如保存数据。以下是一个简单的示例：

#import <CoreData/CoreData.h>

PMKPromise *saveDataPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    NSManagedObjectContext *context = [self managedObjectContext];
    MyEntity *entity = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"MyEntity" inManagedObjectContext:context];
    entity.name = @"Example Name";
    if ([context save:nil]) {
        fulfill(nil);
    } else {
        NSError *error = [NSError errorWithDomain:@"CoreDataSaveError" code:1 userInfo:nil];
        reject(error);
    }
}];

[saveDataPromise then:^{
    NSLog(@"Data saved successfully");
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error saving data: %@", error.localizedDescription);
}];

在这个例子中，我们将 Core Data 的保存操作封装在一个 Promise 中，通过 PromiseKit 可以更优雅地处理保存操作的结果。

七、高级特性

1. finally 块 PromiseKit 提供了 finally 块，无论 Promise 是成功还是失败，finally 块中的代码都会被执行。这在一些需要清理资源或者执行通用操作的场景中非常有用。例如：

PMKPromise *examplePromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟异步操作
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSError *error = [NSError errorWithDomain:@"ExampleError" code:1 userInfo:nil];
        reject(error);
    });
}];

[examplePromise then:^(id value) {
    NSLog(@"Success: %@", value);
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
} finally:^{
    NSLog(@"This will always be printed");
}];

在上述代码中，无论 examplePromise 是成功还是失败，finally 块中的 NSLog 语句都会被执行。

2. map 方法 map 方法用于对 Promise 的结果进行转换。它接受一个 block，这个 block 会接收到 Promise 的结果，并返回一个新的值，这个新的值会成为 map 方法返回的新 Promise 的结果。例如：

PMKPromise *originalPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟异步操作，返回一个整数
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        fulfill(@10);
    });
}];

PMKPromise *mappedPromise = [originalPromise map:^(NSNumber *number) {
    // 将整数乘以 2
    NSNumber *newNumber = @(number.integerValue * 2);
    return newNumber;
}];

[mappedPromise then:^(NSNumber *result) {
    NSLog(@"Mapped Result: %@", result);
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在这个例子中，originalPromise 返回一个整数 10，通过 map 方法将其乘以 2，mappedPromise 的结果就是 20。

3. flatMap 方法 flatMap 方法与 map 方法类似，但它接受的 block 需要返回一个 Promise。flatMap 方法会等待这个返回的 Promise 完成，并将其结果作为 flatMap 方法返回的新 Promise 的结果。例如：

PMKPromise *firstPromise = [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
    // 模拟第一个异步操作，返回一个字符串
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        fulfill(@"Hello");
    });
}];

PMKPromise *secondPromise = [firstPromise flatMap:^(NSString *string) {
    return [PMKPromise new:^(PMKFulfiller fulfill, PMKRejecter reject) {
        // 模拟第二个异步操作，将字符串拼接并返回
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSString *newString = [string stringByAppendingString:@" World"];
            fulfill(newString);
        });
    };
}];

[secondPromise then:^(NSString *result) {
    NSLog(@"Final Result: %@", result);
} catch:^(NSError *error) {
    NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
}];

在上述代码中，firstPromise 返回一个字符串 Hello，flatMap 中的 block 返回了一个新的 Promise，这个 Promise 完成后返回 Hello World，作为 secondPromise 的结果。

八、性能考虑

1. 避免不必要的 Promise 创建 虽然 PromiseKit 提供了很方便的异步编程方式，但在一些简单的异步场景中，如果频繁创建 Promise，可能会带来一定的性能开销。例如，在一些短时间内需要执行多次的简单异步任务中，直接使用 GCD 的 dispatch_after 等方法可能会更高效。因此，在使用 PromiseKit 时，要根据具体的业务场景来判断是否有必要创建 Promise。

2. 并发操作的资源管理 在使用并发操作（如 when 方法）时，要注意资源的管理。如果并发执行的异步操作过多，可能会导致内存、网络等资源的过度消耗。例如，同时发起大量网络请求可能会使网络拥堵，影响用户体验。因此，在并发执行多个异步操作时，要合理控制并发数量，避免资源过度消耗。

3. Promise 链式调用的深度 虽然 PromiseKit 的链式调用非常方便，但如果链式调用的深度过深，也可能会影响性能。因为每一个 then 或者 flatMap 等方法都会创建新的 Promise 和相关的 block 等对象。在实际开发中，要尽量避免链式调用过深，如果业务逻辑确实需要复杂的异步操作，可以考虑将部分操作封装成独立的函数或者类，以提高代码的可读性和性能。

九、最佳实践

1. 保持代码简洁 在使用 PromiseKit 时，要尽量保持代码简洁明了。避免在 then、catch 等 block 中编写过于复杂的逻辑。如果某个 block 中的逻辑过于复杂，可以将其封装成独立的函数，这样不仅可以提高代码的可读性，也方便调试和维护。

2. 统一错误处理 在项目中，要建立统一的错误处理机制。在 Promise 的 catch 块中，可以根据不同的错误类型进行统一的处理，例如显示不同的错误提示给用户。这样可以提高用户体验，并且使错误处理逻辑更加清晰。

3. 文档化异步操作 对于复杂的异步操作，要做好文档化工作。在代码中添加注释，说明每个 Promise 的作用、输入和输出，以及整个异步流程。这样可以方便其他开发人员理解和维护代码。

4. 测试异步代码 由于 PromiseKit 主要用于异步编程，因此要重视异步代码的测试。可以使用 XCTest 等测试框架来编写测试用例，验证 Promise 的正确执行和错误处理。在测试异步代码时，要注意处理异步操作的完成和超时等情况。

十、总结

PromiseKit 为 Objective-C 开发者提供了一种强大而优雅的异步编程模式。通过使用 PromiseKit，我们可以避免传统回调函数带来的 “回调地狱”，使异步代码更加易读、易维护。无论是顺序执行异步操作、并发执行异步操作，还是与其他异步框架结合使用，PromiseKit 都提供了丰富的功能和灵活的方式。在实际开发中，合理使用 PromiseKit，并遵循最佳实践，可以提高开发效率，提升代码质量，为用户带来更好的体验。同时，也要注意性能方面的考虑，避免因不当使用 PromiseKit 而带来的性能问题。希望通过本文的介绍，读者能够对 Objective-C 中的 PromiseKit 异步编程模式有更深入的理解和掌握，并在实际项目中灵活运用。