JavaScript运行机制与异步分析

重拾JavaScript基础,JS运行的整个机制,进程。到异步、同步、无阻塞这些概念,了解基本的异步模型

运行机制

JS是单线程的,与当初创造时的情况有关。

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。
为了利用多核CPU的计算能力,HTML5提出Web Worker标准,允许JavaScript脚本创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作DOM。所以,这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质。

以任务队列来看:

将JS任务分为两种,同步和异步的任务。同步自然是完成了一个才继续下一个。

异步机制:

  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。

这里需要理解的就是任务队列了。

Event Loop是一个程序结构,用于等待和发送消息和事件。(a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.)
事件轮询: 简单来说,EventLoop也是一个程序,它会不停的轮询任务队列中的事件。如果Javascript线程空了,则取出任务队列的第一个事件,然后找到此事件的处理函数并执行处理函数。当前一个事件执行完了(此时Javascript又会空下来),那么继续取出任务队列中的下一个事件。如此往复。

概念

同步、异步一般指的是消息的通信机制;而阻塞、非阻塞一般强调的是程序在等待(消息)时的状态。

他们的概念如下:

名称 解释
同步 发出一个功能调用(执行函数)时,在没有得到调用结果之前,该调用就不会返回
异步 发出一个调用后,不关心结果返回,而是立即返回。结果出来后,将会通过一些额外手段通知调用者
阻塞 在调用结果返回之前,当前线程会被挂起等待。直到得到结果之后函数调用才会返回。
非阻塞 在不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回。

可见,同步、异步和阻塞、非阻塞是两组概念,对于概念的区分。

异步

Javascript中异步的应用场景主要有两个,其一是基于浏览器的各种异步IO和事件监听,其二是Javascript代码中的关于定时器(setTimeout、setInterval)的应用。

定时器

通过上面的异步机制和任务队列,对于定时器的执行就也清楚了。

function x() {  
setTimeout(function () {  
console.log(Date.now())  
  console.log('timeout!永远最后');
}, 0);
for(let i =0;i<10;i++){  
console.log(Date.now())  
}
console.log('ddd',Date.now())  
}
x();  
(function(){
console.log('我在最后')})()  
// 运行看结果即可,可以得知:在同一执行环境上下文里,有setTimeout,其将会是最后执行的。异步机制

关于定时器的内容:可以从阮大神的详细解析里看:http://javascript.ruanyifeng.com/bom/timer.html#toc3

注意的是:setIntervel具有累积效应:因为被放到任务队列里累积了。

异步编程模型

回调函数、事件监听、观察者模式(消息订阅/发布)、promise模式、requestAnimationFrame

环境

对于异步执行、事件轮询,其实是由执行环境实现的,所以对于Node和浏览器的事件机制有所不用。

参考: