对JS的执行机制的简单理解

一,JS是单线程

JS从一开始设计就是单线程,这样可以避免一些复杂的同步问题。

HTML 5提出了web worker标准,可以允许JS创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作DOMJS的单线程本质并没有发生改变(也不可能改变)。

二,task queue

单线程的缺点是,所有任务都要排队,前一个任务执行完,后一个才能进行执行。这样带来的弊端就是,如果前一个任务耗时很长,并且不是因为cpu计算复杂等的原因引起的(比如ajax去请求数据),那么这时傻傻等着前一个任务执行完就很不合适。
为此,JS中的任务分为同步任务(synchronous)和异步任务(asynchronous):

  • 同步任务: 指的是在主线程上排队执行的任务,前一个任务执行完,后一个才能执行。
  • 异步任务: 指的是 不进入主线程,而是进入任务队列(task queue),当task queue中的某个任务执行完成了,才通知主线程,该任务才会进入主线程

!具体的执行机制!

  1. 所有的同步任务,都在主线程上执行,形成一个execution context task(执行栈);
  2. 主线程之外,还有一个task queue,只要异步任务执行完,就在task queue中放置一个事件
  3. 一旦execution context task中的同步任务执行完,就去查看task queue中的事件。找到该事件(可以是多个)对应的异步任务,这些异步任务就进入execution context task,开始进行执行。
  4. 主线程循环重复查看task queue,有事件就再去找到对应的异步任务,加到执行栈中执行。只要主线程空了,就去查看task queue找事件对应的异步任务进行执行,不断循环。
执行机制示意图

三,事件和回调函数

首先明确一点,异步任务必须指定回调函数,回调函数就是会被主线程挂起来暂缓执行的代码。例如监听click,scroll这些事件时,要设置相应的回调函数,ajax请求数据的时候,也会设置相应的回调。当主线程开始执行异步任务的时候,就是执行对应的回调函数。

task queue是一个事件的队列,设备每完成一个异步任务,就像task queue中添加一个事件,表示这个事件对应的异步任务可以进入执行栈进行执行了。

并且这个task queue是一个先进先出的数据结构,排在前面的事件,优先被主线程读取。只要主线程执行栈一为空,task queue中第一位事件就自动进入执行栈。但是因为setTimeOut等,主线程要先检查一下执行时间,某些事件要到了规定时间才能开始执行(即进入主线程执行栈)。

task queue中的事件,除了设备的事件外,也包括用户产生的事件(例如click,scroll)这种,所有的异步任务,都有对应的回调函数,这些事件发生后,这些事件就进入task queue,然后等待主线程读取。当主线程开始执行的时候,就执行这些事件对应的回调函数。

四,!Event Loop!

上面提到的主线程从task queue读取事件,执行其对应的异步任务这个过程是不断循环的,所以这个运行机制被称为 Event Loop.

event loop 图解

在主线程运行的时候,产生了heap和stack,其中stack(栈)中的代码调用各种webAPI(比如click,scroll,ajax)这些操作,在执行的时候,将相应的事件加入task queue中,当stack中的代码执行完之后,就会去task queue中读取事件,依次执行这些事件对应的回调函数。

另外,执行栈中的代码(同步任务)总是先于task queue的代码(异步任务)。

五,对setTimeout/setInterval的理解

这俩运行机制都是一样的,task queue除了可以放置异步任务对应的事件,还能放置定时事件,即规定某些代码(setTimeout的回调)在多少时间后进行。

setTimeout(callback,0)

这个就是制定cb在主线程最早空闲的时候运行。意味着,要等主线程所有的同步任务执行完,然后task queue中前面的事件对应的异步任务也执行完之后才执行

setTimeout做的事就把这个定时事件插入了task queue,执行要等主线程的执行栈清空才回去读取事件,所以如果前面的代码执行很耗时的话,setTimeout指定的cb不会在规定的时间执行。

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