JavaScript运行机制

一、引子本文介绍JAVAScript运行机制,这一部分比较抽象,我们先从一道面试题入手:
console.log(1);setTimeout(function(){console.log(3);},0);console.log(2);//请问数字打印顺序是什么?这一题看似很简单,但如果你不了解JavaScript运行机制,很容易就答错了 。题目的答案是依次输出1 2 3,如果你有疑惑,下文有详细解释 。
二、理解JS的单线程的概念JavaScript语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事 。那么,为什么JavaScript不能有多个线程呢?这样能提高效率啊 。
JavaScript的单线程,与它的用途有关 。作为浏览器脚本语言,JavaScript的主要用途是与用户互动,以及操作DOM 。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题 。比如,假定JavaScript同时有两个线程,一个线程在某个DOM节点上添加内容,另一个线程删除了这个节点,这时浏览器应该以哪个线程为准?
所以,为了避免复杂性,从一诞生,JavaScript就是单线程,这已经成了这门语言的核心特征,将来也不会改变 。
三、理解任务队列(消息队列)单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务 。如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着 。JavaScript语言的设计者意识到这个问题,将所有任务分成两种,一种是同步任务(synchronous),另一种是异步任务(asynchronous) 。同步任务指的是,在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务;异步任务指的是,不进入主线程、而进入”任务队列”(task queue)的任务,只有”任务队列”通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程执行 。接下来我们通过两个例子说明同步任务和异步任务的区别:
console.log("A");while(true){ }console.log("B");请问最后的输出结果是什么?如果你的回答是A,恭喜你答对了,因为这是同步任务,程序由上到下执行,遇到while()死循环,下面语句就没办法执行 。
console.log("A");setTimeout(function(){console.log("B");},0);while(true){}请问最后的输出结果是什么?如果你的答案是A,恭喜你现在对js运行机制已经有个粗浅的认识了!题目中的setTimeout()就是个异步任务 。在所有同步任务执行完之前,任何的异步任务是不会执行的,关于这点下文还会详细说明 。
四、理解Event Loop异步执行的运行机制如下:

  1. 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈(execution context stack) 。
  2. 主线程之外,还存在一个”任务队列”(task queue) 。只要异步任务有了运行结果,就在”任务队列”之中放置一个事件 。
  3. 一旦”执行栈”中的所有同步任务执行完毕,系统就会读取”任务队列”,看看里面有哪些事件 。那些对应的异步任务,于是结束等待状态,进入执行栈,开始执行 。
  4. 主线程不断重复上面的第三步 。
主线程从”任务队列”中读取事件,这个过程是循环不断的,所以整个的这种运行机制又称为Event Loop(事件循环) 。只要主线程空了,就会去读取”任务队列”,这就是JavaScript的运行机制 。这个过程会循环反复 。以下这张图可以很好说明这点 。
JavaScript运行机制

文章插图
 
五、哪些语句会放入异步任务队列及放入时机一般来说,有以下四种会放入异步任务队列:
  1. setTimeout和setlnterval
  2. DOM事件
  3. ES6中的Promise
  4. Ajax异步请求
javascript 代码运行分两个阶段:
  1. 预解析—把所有的函数定义提前,所有的变量声明提前,变量的赋值不提前
  2. 执行—从上到下执行(按照js运行机制)
至于放入异步任务队列的时机,我们通过 setTimeout的例子和Ajax例子来详细说明:
例题1for (var i = 0; i < 5; i++) {setTimeout(function() {console.log(i);}, 1000);}请问最后的输出结果是什么?for循环一次碰到一个 setTimeout(),并不是马上把setTimeout()拿到异步队列中,而要等到一秒后,才将其放到任务队列里面,一旦”执行栈”中的所有同步任务执行完毕(即for循环结束,此时i已经为5),系统就会读取已经存放”任务队列”的setTimeout()(有五个),于是答案是输出5个5 。
上面也提到,在到达指定时间时,定时器就会将相应回调函数插入“任务队列”尾部 。这就是“定时器(timer)”功能 。


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