JS异步编程异步编程的方法和原理,进程和线程的区别。JS是单线程的,为何能让ajax异步

0.542字数 9892阅读 1103

Javascript语言的执行环境是"单线程"(single thread)

所谓"单线程",就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务,就必须排队,前面一个任务完成,再执行后面一个任务,以此类推。

这种模式的好处是实现起来比较简单,执行环境相对单纯;坏处是只要有一个任务耗时很长,后面的任务都必须排队等着,会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应(假死),往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行(比如死循环),导致整个页面卡在这个地方,其他任务无法执行。

为了解决这个问题,Javascript语言将任务的执行模式分成两种:同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)

"同步模式"就是上一段的模式,后一个任务等待前一个任务结束,然后再执行,程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的;

"异步模式"则完全不同,每一个任务有一个或多个回调函数(callback),前一个任务结束后,不是执行后一个任务,而是执行回调函数,后一个任务则是不等前一个任务结束就执行,所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

"异步模式"非常重要。在浏览器端,耗时很长的操作都应该异步执行,避免浏览器失去响应,最好的例子就是Ajax操作。在服务器端,"异步模式"甚至是唯一的模式,因为执行环境是单线程的,如果允许同步执行所有http请求,服务器性能会急剧下降,很快就会失去响应。

本文总结了"异步模式"编程的4种方法,理解它们可以让你写出结构更合理、性能更出色、维护更方便的Javascript程序。

一、回调函数

这是异步编程最基本的方法。

假定有两个函数f1和f2,后者等待前者的执行结果。

  f1();

  f2();

如果f1是一个很耗时的任务,可以考虑改写f1,把f2写成f1的回调函数。

  function f1(callback){

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

      callback();

    }, 1000);

  }

执行代码就变成下面这样:

  f1(f2);

采用这种方式,我们把同步操作变成了异步操作,f1不会堵塞程序运行,相当于先执行程序的主要逻辑,将耗时的操作推迟执行。

回调函数的优点是简单、容易理解和部署,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合(Coupling),流程会很混乱,而且每个任务只能指定一个回调函数。

二、事件监听

另一种思路是采用事件驱动模式。任务的执行不取决于代码的顺序,而取决于某个事件是否发生。

还是以f1和f2为例。首先,为f1绑定一个事件(这里采用的jQuery的写法)。

  f1.on('done', f2);

上面这行代码的意思是,当f1发生done事件,就执行f2。然后,对f1进行改写:

  function f1(){

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

f1.trigger('done');

    }, 1000);

  }

f1.trigger('done')表示,执行完成后,立即触发done事件,从而开始执行f2。

这种方法的优点是比较容易理解,可以绑定多个事件,每个事件可以指定多个回调函数,而且可以"去耦合"(Decoupling),有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型,运行流程会变得很不清晰。

三、发布/订阅

上一节的"事件",完全可以理解成"信号"。

我们假定,存在一个"信号中心",某个任务执行完成,就向信号中心"发布"(publish)一个信号,其他任务可以向信号中心"订阅"(subscribe)这个信号,从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"(publish-subscribe pattern),又称"观察者模式"(observer pattern)。

这个模式有多种实现,下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub,这是jQuery的一个插件。

首先,f2向"信号中心"jQuery订阅"done"信号。

  jQuery.subscribe("done", f2);

然后,f1进行如下改写:

  function f1(){

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

jQuery.publish("done");

    }, 1000);

  }

jQuery.publish("done")的意思是,f1执行完成后,向"信号中心"jQuery发布"done"信号,从而引发f2的执行。

此外,f2完成执行后,也可以取消订阅(unsubscribe)。

  jQuery.unsubscribe("done", f2);

这种方法的性质与"事件监听"类似,但是明显优于后者。因为我们可以通过查看"消息中心",了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者,从而监控程序的运行。

四、Promises对象

Promises对象是CommonJS工作组提出的一种规范,目的是为异步编程提供统一接口

简单说,它的思想是,每一个异步任务返回一个Promise对象,该对象有一个then方法,允许指定回调函数。比如,f1的回调函数f2,可以写成:

  f1().then(f2);

f1要进行如下改写(这里使用的是jQuery的实现):

  function f1(){

    var dfd = $.Deferred();

    setTimeout(function () {

      // f1的任务代码

      dfd.resolve();

    }, 500);

return dfd.promise;

  }

这样写的优点在于,回调函数变成了链式写法,程序的流程可以看得很清楚,而且有一整套的配套方法,可以实现许多强大的功能。

比如,指定多个回调函数:

  f1().then(f2).then(f3);

再比如,指定发生错误时的回调函数:

  f1().then(f2).fail(f3);

而且,它还有一个前面三种方法都没有的好处:如果一个任务已经完成,再添加回调函数,该回调函数会立即执行。所以,你不用担心是否错过了某个事件或信号。这种方法的缺点就是编写和理解,都相对比较难。

进程和线程

线程和进程区分不清,是很多新手都会犯的错误,没有关系。这很正常。先看看下面这个形象的比喻:

- 进程是一个工厂,工厂有它的独立资源

- 工厂之间相互独立

- 线程是工厂中的工人,多个工人协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人

- 工人之间共享空间

再完善完善概念:

- 工厂的资源 -> 系统分配的内存(独立的一块内存)

- 工厂之间的相互独立 -> 进程之间相互独立

- 多个工人协作完成任务 -> 多个线程在进程中协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人 -> 一个进程由一个或多个线程组成

- 工人之间共享空间 -> 同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)

进程是cpu资源分配的最小单位(是能拥有资源和独立运行的最小单位)

线程是cpu调度的最小单位(线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位,一个进程中可以有多个线程)

对浏览器进行一定程度上的认识:(先看下简化理解)

浏览器是多进程的

浏览器之所以能够运行,是因为系统给它的进程分配了资源(cpu、内存)

简单点理解,每打开一个Tab页,就相当于创建了一个独立的浏览器进程。

浏览器多进程的优势

相比于单进程浏览器,多进程有如下优点:

避免单个page crash影响整个浏览器

避免第三方插件crash影响整个浏览器

多进程充分利用多核优势

方便使用沙盒模型隔离插件等进程,提高浏览器稳定性

简单点理解:如果浏览器是单进程,那么某个Tab页崩溃了,就影响了整个浏览器,体验有多差;同理如果是单进程,插件崩溃了也会影响整个浏览器;而且多进程还有其它的诸多优势。。。

当然,内存等资源消耗也会更大,有点空间换时间的意思。

重点是浏览器内核(渲染进程)

重点来了,我们可以看到,上面提到了这么多的进程,那么,对于普通的前端操作来说,最终要的是什么呢?答案是渲染进程

可以这样理解,页面的渲染,JS的执行,事件的循环,都在这个进程内进行。接下来重点分析这个进程

请牢记,浏览器的渲染进程是多线程的(这点如果不理解,请回头看进程和线程的区分

终于到了线程这个概念了?,好亲切。那么接下来看看它都包含了哪些线程(列举一些主要常驻线程):

1.GUI渲染线程

负责渲染浏览器界面,解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树,布局和绘制等。

当界面需要重绘(Repaint)或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行

注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了),GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。

2.JS引擎线程

也称为JS内核,负责处理Javascript脚本程序。(例如V8引擎)

JS引擎线程负责解析Javascript脚本,运行代码。

JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来,然后加以处理,浏览器无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序

同样注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,所以如果JS执行的时间过长,这样就会造成页面的渲染不连贯,导致页面渲染加载阻塞。

3.事件触发线程

归属于浏览器而不是JS引擎,用来控制事件循环(可以理解,JS引擎自己都忙不过来,需要浏览器另开线程协助)

当JS引擎执行代码块如setTimeOut时(也可来自浏览器内核的其他线程,如鼠标点击、AJAX异步请求等),会将对应任务添加到事件线程中

当对应的事件符合触发条件被触发时,该线程会把事件添加到待处理队列的队尾,等待JS引擎的处理

注意,由于JS的单线程关系,所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理(当JS引擎空闲时才会去执行)

4.定时触发器线程

传说中的setInternal与setTimeout所在线程

浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的,(因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确)

因此通过单独线程来计时并触发定时(计时完毕后,添加到事件队列中,等待JS引擎空闲后执行)

注意,W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。

5.异步http请求线程

在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求

将检测到状态变更时,如果设置有回调函数,异步线程就产生状态变更事件,将这个回调再放入事件队列中。再由JavaScript引擎执行。

看到这里,如果觉得累了,可以先休息下,这些概念需要被消化,毕竟后续将提到的事件循环机制就是基于事件触发线程的,所以如果仅仅是看某个碎片化知识, 可能会有一种似懂非懂的感觉。要完成的梳理一遍才能快速沉淀,不易遗忘。放张图巩固下吧:


再说一点,为什么JS引擎是单线程的?额,这个问题其实应该没有标准答案,譬如,可能仅仅是因为由于多线程的复杂性,譬如多线程操作一般要加锁,因此最初设计时选择了单线程。。。

Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程

看到这里,首先,应该对浏览器内的进程和线程都有一定理解了,那么接下来,再谈谈浏览器的Browser进程(控制进程)是如何和内核通信的, 这点也理解后,就可以将这部分的知识串联起来,从头到尾有一个完整的概念。

如果自己打开任务管理器,然后打开一个浏览器,就可以看到:任务管理器中出现了两个进程(一个是主控进程,一个则是打开Tab页的渲染进程), 然后在这前提下,看下整个的过程:(简化了很多)

Browser进程收到用户请求,首先需要获取页面内容(譬如通过网络下载资源),随后将该任务通过RendererHost接口传递给Render进程

Renderer进程的Renderer接口收到消息,简单解释后,交给渲染线程,然后开始渲染

渲染线程接收请求,加载网页并渲染网页,这其中可能需要Browser进程获取资源和需要GPU进程来帮助渲染

当然可能会有JS线程操作DOM(这样可能会造成回流并重绘)

最后Render进程将结果传递给Browser进程

Browser进程接收到结果并将结果绘制出来

这里绘一张简单的图:(很简化)

看完这一整套流程,应该对浏览器的运作有了一定理解了,这样有了知识架构的基础后,后续就方便往上填充内容。

这块再往深处讲的话就涉及到浏览器内核源码解析了,不属于本文范围。

如果这一块要深挖,建议去读一些浏览器内核源码解析文章,或者可以先看看参考下来源中的第一篇文章,写的不错

梳理浏览器内核中线程之间的关系

到了这里,已经对浏览器的运行有了一个整体的概念,接下来,先简单梳理一些概念

GUI渲染线程与JS引擎线程互斥

由于JavaScript是可操纵DOM的,如果在修改这些元素属性同时渲染界面(即JS线程和UI线程同时运行),那么渲染线程前后获得的元素数据就可能不一致了。

因此为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置GUI渲染线程与JS引擎为互斥的关系,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起, GUI更新则会被保存在一个队列中等到JS引擎线程空闲时立即被执行。

JS阻塞页面加载

从上述的互斥关系,可以推导出,JS如果执行时间过长就会阻塞页面。

譬如,假设JS引擎正在进行巨量的计算,此时就算GUI有更新,也会被保存到队列中,等待JS引擎空闲后执行。 然后,由于巨量计算,所以JS引擎很可能很久很久后才能空闲,自然会感觉到巨卡无比。

所以,要尽量避免JS执行时间过长,这样就会造成页面的渲染不连贯,导致页面渲染加载阻塞的感觉。

WebWorker,JS的多线程?

前文中有提到JS引擎是单线程的,而且JS执行时间过长会阻塞页面,那么JS就真的对cpu密集型计算无能为力么?

所以,后来HTML5中支持了Web Worker。

MDN的官方解释是:

Web Worker为Web内容在后台线程中运行脚本提供了一种简单的方法。线程可以执行任务而不干扰用户界面

一个worker是使用一个构造函数创建的一个对象(e.g. Worker()) 运行一个命名的JavaScript文件

这个文件包含将在工作线程中运行的代码; workers 运行在另一个全局上下文中,不同于当前的window

因此,使用 window快捷方式获取当前全局的范围 (而不是self) 在一个 Worker 内将返回错误

这样理解下:

创建Worker时,JS引擎向浏览器申请开一个子线程(子线程是浏览器开的,完全受主线程控制,而且不能操作DOM)

JS引擎线程与worker线程间通过特定的方式通信(postMessage API,需要通过序列化对象来与线程交互特定的数据)

所以,如果有非常耗时的工作,请单独开一个Worker线程,这样里面不管如何翻天覆地都不会影响JS引擎主线程, 只待计算出结果后,将结果通信给主线程即可,perfect!

而且注意下,JS引擎是单线程的,这一点的本质仍然未改变,Worker可以理解是浏览器给JS引擎开的外挂,专门用来解决那些大量计算问题。

其它,关于Worker的详解就不是本文的范畴了,因此不再赘述。

WebWorker与SharedWorker

既然都到了这里,就再提一下SharedWorker(避免后续将这两个概念搞混)

WebWorker只属于某个页面,不会和其他页面的Render进程(浏览器内核进程)共享

所以Chrome在Render进程中(每一个Tab页就是一个render进程)创建一个新的线程来运行Worker中的JavaScript程序。

SharedWorker是浏览器所有页面共享的,不能采用与Worker同样的方式实现,因为它不隶属于某个Render进程,可以为多个Render进程共享使用

所以Chrome浏览器为SharedWorker单独创建一个进程来运行JavaScript程序,在浏览器中每个相同的JavaScript只存在一个SharedWorker进程,不管它被创建多少次。

看到这里,应该就很容易明白了,本质上就是进程和线程的区别。SharedWorker由独立的进程管理,WebWorker只是属于render进程下的一个线程。

简单梳理下浏览器渲染流程

本来是直接计划开始谈JS运行机制的,但想了想,既然上述都一直在谈浏览器,直接跳到JS可能再突兀,因此,中间再补充下浏览器的渲染流程(简单版本)

为了简化理解,前期工作直接省略成:(要展开的或完全可以写另一篇超长文)

- 浏览器输入url,浏览器主进程接管,开一个下载线程,

然后进行 http请求(略去DNS查询,IP寻址等等操作),然后等待响应,获取内容,

随后将内容通过RendererHost接口转交给Renderer进程

- 浏览器渲染流程开始

浏览器器内核拿到内容后,渲染大概可以划分成以下几个步骤:

解析html建立dom树

解析css构建render树(将CSS代码解析成树形的数据结构,然后结合DOM合并成render树)

布局render树(Layout/reflow),负责各元素尺寸、位置的计算

绘制render树(paint),绘制页面像素信息

浏览器会将各层的信息发送给GPU,GPU会将各层合成(composite),显示在屏幕上。

所有详细步骤都已经略去,渲染完毕后就是load事件了,之后就是自己的JS逻辑处理了

既然略去了一些详细的步骤,那么就提一些可能需要注意的细节把。

load事件与DOMContentLoaded事件的先后

上面提到,渲染完毕后会触发load事件,那么你能分清楚load事件与DOMContentLoaded事件的先后么?

很简单,知道它们的定义就可以了:

当 DOMContentLoaded 事件触发时,仅当DOM加载完成,不包括样式表,图片。

(譬如如果有async加载的脚本就不一定完成)

当 onload 事件触发时,页面上所有的DOM,样式表,脚本,图片都已经加载完成了。

(渲染完毕了)

所以,顺序是:DOMContentLoaded -> load

css加载是否会阻塞dom树渲染?

这里说的是头部引入css的情况

首先,我们都知道:css是由单独的下载线程异步下载的。

然后再说下几个现象:

css加载不会阻塞DOM树解析(异步加载时DOM照常构建)

但会阻塞render树渲染(渲染时需等css加载完毕,因为render树需要css信息)

这可能也是浏览器的一种优化机制。

因为你加载css的时候,可能会修改下面DOM节点的样式,

如果css加载不阻塞render树渲染的话,那么当css加载完之后, render树可能又得重新重绘或者回流了,这就造成了一些没有必要的损耗。

所以干脆就先把DOM树的结构先解析完,把可以做的工作做完,然后等你css加载完之后,

在根据最终的样式来渲染render树,这种做法性能方面确实会比较好一点。

普通图层和复合图层

渲染步骤中就提到了composite概念。

可以简单的这样理解,浏览器渲染的图层一般包含两大类:普通图层以及复合图层

首先,普通文档流内可以理解为一个复合图层(这里称为默认复合层,里面不管添加多少元素,其实都是在同一个复合图层中)

其次,absolute布局(fixed也一样),虽然可以脱离普通文档流,但它仍然属于默认复合层。

然后,可以通过硬件加速的方式,声明一个新的复合图层,它会单独分配资源 (当然也会脱离普通文档流,这样一来,不管这个复合图层中怎么变化,也不会影响默认复合层里的回流重绘)

可以简单理解下:GPU中,各个复合图层是单独绘制的,所以互不影响,这也是为什么某些场景硬件加速效果一级棒

可以Chrome源码调试 -> More Tools -> Rendering -> Layerborders中看到,黄色的就是复合图层信息

如下图。可以验证上述的说法

如何变成复合图层(硬件加速)

将该元素变成一个复合图层,就是传说中的硬件加速技术

最常用的方式:translate3d、translateZ

opacity属性/过渡动画(需要动画执行的过程中才会创建合成层,动画没有开始或结束后元素还会回到之前的状态)

will-chang属性(这个比较偏僻),一般配合opacity与translate使用(而且经测试,除了上述可以引发硬件加速的属性外,其它属性并不会变成复合层),

作用是提前告诉浏览器要变化,这样浏览器会开始做一些优化工作(这个最好用完后就释放)

其它,譬如以前的flash插件

absolute和硬件加速的区别

可以看到,absolute虽然可以脱离普通文档流,但是无法脱离默认复合层。

所以,就算absolute中信息改变时不会改变普通文档流中render树,

但是,浏览器最终绘制时,是整个复合层绘制的,所以absolute中信息的改变,仍然会影响整个复合层的绘制。

(浏览器会重绘它,如果复合层中内容多,absolute带来的绘制信息变化过大,资源消耗是非常严重的)

而硬件加速直接就是在另一个复合层了(另起炉灶),所以它的信息改变不会影响默认复合层 (当然了,内部肯定会影响属于自己的复合层),仅仅是引发最后的合成(输出视图)

复合图层的作用?

一般一个元素开启硬件加速后会变成复合图层,可以独立于普通文档流中,改动后可以避免整个页面重绘,提升性能

但是尽量不要大量使用复合图层,否则由于资源消耗过度,页面反而会变的更卡

硬件加速时请使用index

使用硬件加速时,尽可能的使用index,防止浏览器默认给后续的元素创建复合层渲染

具体的原理时这样的:webkit CSS3中,如果这个元素添加了硬件加速,并且index层级比较低, 那么在这个元素的后面其它元素(层级比这个元素高的,或者相同的,并且releative或absolute属性相同的), 会默认变为复合层渲染,如果处理不当会极大的影响性能

简单点理解,其实可以认为是一个隐式合成的概念:如果a是一个复合图层,而且b在a上面,那么b也会被隐式转为一个复合图层,这点需要特别注意

另外,这个问题可以在这个地址看到重现(原作者分析的挺到位的,直接上链接):

http://web.jobbole.com/83575/

从Event Loop谈JS的运行机制

到此时,已经是属于浏览器页面初次渲染完毕后的事情,JS引擎的一些运行机制分析。

注意,这里不谈可执行上下文,VO,scop chain等概念(这些完全可以整理成另一篇文章了),这里主要是结合Event Loop来谈JS代码是如何执行的。

读这部分的前提是已经知道了JS引擎是单线程,而且这里会用到上文中的几个概念:(如果不是很理解,可以回头温习)

然后再理解一个概念:

JS分为同步任务和异步任务

同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈

主线程之外,事件触发线程管理着一个任务队列,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。

一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕(此时JS引擎空闲),系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈中,开始执行。

看图:

看到这里,应该就可以理解了:为什么有时候setTimeout推入的事件不能准时执行?因为可能在它推入到事件列表时,主线程还不空闲,正在执行其它代码, 所以自然有误差。

事件循环机制进一步补充

这里就直接引用一张图片来协助理解:(参考自Philip Roberts的演讲《Help, I'm stuck in an event-loop》)

上图大致描述就是:

栈中的代码调用某些api时,它们会在事件队列中添加各种事件(当满足触发条件后,如ajax请求完毕)

而栈中的代码执行完毕,就会读取事件队列中的事件,去执行那些回调

如此循环

注意,总是要等待栈中的代码执行完毕后才会去读取事件队列中的事件

单独说说定时器

上述事件循环机制的核心是:JS引擎线程和事件触发线程

但事件上,里面还有一些隐藏细节,譬如调用setTimeout后,是如何等待特定时间后才添加到事件队列中的?

是JS引擎检测的么?当然不是了。它是由定时器线程控制(因为JS引擎自己都忙不过来,根本无暇分身)

为什么要单独的定时器线程?因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确,因此很有必要单独开一个线程用来计时。

什么时候会用到定时器线程?当使用setTimeout或setInterval时,它需要定时器线程计时,计时完成后就会将特定的事件推入事件队列中。

譬如:

setTimeout(function(){

   console.log('hello!');

}, 1000);

这段代码的作用是当1000毫秒计时完毕后(由定时器线程计时),将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

setTimeout(function(){

   console.log('hello!');

}, 0);

console.log('begin');

这段代码的效果是最快的时间内将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

注意:

执行结果是:先begin后hello!

虽然代码的本意是0毫秒后就推入事件队列,但是W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。

(不过也有一说是不同浏览器有不同的最小时间设定)

就算不等待4秒,就算假设0毫秒就推入事件队列,也会先执行begin(因为只有可执行栈内空了后才会主动读取事件队列)

setTimeout而不是setInterval

用setTimeout模拟定期计时和直接用setInterval是有区别的。

因为每次setTimeout计时到后就会去执行,然后执行一段时间后才会继续setTimeout,中间就多了误差 (误差多少与代码执行时间有关)

而setInterval则是每次都精确的隔一段时间推入一个事件 (但是,事件的实际执行时间不一定就准确,还有可能是这个事件还没执行完毕,下一个事件就来了)

而且setInterval有一些比较致命的问题就是:

累计效应(上面提到的),如果setInterval代码在(setInterval)再次添加到队列之前还没有完成执行,

就会导致定时器代码连续运行好几次,而之间没有间隔。 就算正常间隔执行,多个setInterval的代码执行时间可能会比预期小(因为代码执行需要一定时间)

譬如像iOS的webview,或者Safari等浏览器中都有一个特点,在滚动的时候是不执行JS的

如果使用了setInterval,会发现在滚动结束后会执行多次由于滚动不执行JS积攒回调, 如果回调执行时间过长,就会非常容器造成卡顿问题和一些不可知的错误

而且把浏览器最小化显示等操作时,setInterval并不是不执行程序,

它会把setInterval的回调函数放在队列中,等浏览器窗口再次打开时,一瞬间全部执行时

所以,鉴于这么多但问题,目前一般认为的最佳方案是:用setTimeout模拟setInterval,或者特殊场合直接用requestAnimationFrame

事件循环进阶:macrotask与microtask

这段参考了参考来源中的第2篇文章(英文版的),(加了下自己的理解重新描述了下), 强烈推荐有英文基础的同学直接观看原文,作者描述的很清晰,示例也很不错,如下:

https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/

上文中将JS事件循环机制梳理了一遍,在ES5的情况是够用了,但是在ES6盛行的现在,仍然会遇到一些问题,譬如下面这题:

console.log('script start');

setTimeout(function() {

   console.log('setTimeout');

}, 0);

Promise.resolve().then(function() {

   console.log('promise1');

}).then(function() {

   console.log('promise2');

});

console.log('script end');

嗯哼,它的正确执行顺序是这样子的:

script start

script end

promise1

promise2

setTimeout

为什么呢?因为Promise里有了一个一个新的概念:microtask

或者,进一步,JS中分为两种任务类型:macrotask和microtask,在ECMAScript中,microtask称为jobs,macrotask可称为task

它们的定义?区别?简单点可以按如下理解:

macrotask(又称之为宏任务),可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务(包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行)

每一个task会从头到尾将这个任务执行完毕,不会执行其它

浏览器为了能够使得JS内部task与DOM任务能够有序的执行,会在一个task执行结束后,在下一个 task 执行开始前,对页面进行重新渲染

(`task->渲染->task->...`)

microtask(又称为微任务),可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务

也就是说,在当前task任务后,下一个task之前,在渲染之前

所以它的响应速度相比setTimeout(setTimeout是task)会更快,因为无需等渲染

也就是说,在某一个macrotask执行完后,就会将在它执行期间产生的所有microtask都执行完毕(在渲染前)

分别很么样的场景会形成macrotask和microtask呢?

macrotask:主代码块,setTimeout,setInterval等(可以看到,事件队列中的每一个事件都是一个macrotask)

microtask:Promise,process.nextTick等

再根据线程来理解下:

macrotask中的事件都是放在一个事件队列中的,而这个队列由事件触发线程维护

microtask中的所有微任务都是添加到微任务队列(Job Queues)中,等待当前macrotask执行完毕后执行,而这个队列由JS引擎线程维护

(这点由自己理解+推测得出,因为它是在主线程下无缝执行的)

所以,总结下运行机制:

执行一个宏任务(栈中没有就从事件队列中获取)

执行过程中如果遇到微任务,就将它添加到微任务的任务队列中

宏任务执行完毕后,立即执行当前微任务队列中的所有微任务(依次执行)

当前宏任务执行完毕,开始检查渲染,然后GUI线程接管渲染

渲染完毕后,JS线程继续接管,开始下一个宏任务(从事件队列中获取)

如图:

另外,请注意下Promise的polyfill与官方版本的区别:

官方版本中,是标准的microtask形式

polyfill,一般都是通过setTimeout模拟的,所以是macrotask形式(目前没见过有能直接模拟microtask,如果确实有,后续会修改这部分)

请特别注意这两点区别

注意,有一些浏览器执行结果不一样(因为它们可能把microtask当成macrotask来执行了), 但是为了简单,这里不描述一些不标准的浏览器下的场景(但记住,有些浏览器可能并不标准)

JS是单线程的,为何能让ajax异步

JS的单线程是指一个浏览器进程中只有一个JS的执行线程,同一时刻内只会有一段代码在执行(你可以使用IE的标签式浏览试试看效果,这时打开的多个页面使用的都是同一个JS执行线程,如果其中一个页面在执行一个运算量较大的function时,其他窗口的JS就会停止工作)。而异步机制是浏览器的两个或以上常驻线程共同完成的,例如异步请求是由两个常驻线程:JS执行线程和事件触发线程共同完成的,JS的执行线程发起异步请求(这时浏览器会开一条新的HTTP请求线程来执行请求,这时JS的任务已完成,继续执行线程队列中剩下的其他任务),然后在未来的某一时刻事件触发线程监视到之前的发起的HTTP请求已完成,它就会把完成事件插入到JS执行队列的尾部等待JS处理。又例如定时触发(settimeout和setinterval)是由浏览器的定时器线程执行的定时计数,然后在定时时间把定时处理函数的执行请求插入到JS执行队列的尾端(所以用这两个函数的时候,实际的执行时间是大于或等于指定时间的,不保证能准确定时的)。所以,所谓的JS的单线程和异步更多的应该是属于浏览器的行为,他们之间没有冲突,更不是同一种事物,没有什么区别不区别的。

推荐阅读更多精彩内容