javascript的运行机制

• 单线程
• 任务队列
• 事件和回调函数
• 异步IO

javascript最大的特点就是单线程,也就是在同一时间只能做一件事情.那为什么会是单线程呢?这还要从javascript的用途来看.javascript的主要用途就是与用户互动以及DOM操作(浏览器中),这就决定的了它必须是单线程的,不然会出现很严重的问题.比如当有两个线程同时对一个DOM进行操作的时候,浏览器不知道到底以哪个线程为准.既然是单线程的,又怎样保证性能呢?接下来我们就来看看javascript的运行机制

因为nodejs的出现,js不再只是运行在浏览器端,还可以运行在服务端,所有我们就分别从这两个方面去考虑

浏览器端

上面说到js是单线程的,那是不是意味着所有的任务就需要排成一个队列,每个任务都必须等待上一个任务完成才能继续下去.如果上一个任务很耗时间,那我们就需要一直等.显然这是不合理的

在js中I/O操作是很慢的(比如ajax操作就需要从网络中获取数据),但是此时CPU却是非常空闲的.所以这个时候,js会挂起这个I/O操作(我们称为异步),继续执行下面的代码,等到IO操作结束后返回结果,再把挂起的任务继续执行下去

任务队列(可以有多个)

• macrotask
• microtask

前面我们说js是单线程的,但是在主线程之外,还维持着一个任务队列.每当js去执行代码的时候(同步),遇见异步任务的时候,不会等待主线程去执行它,会把这个任务加入任务队列,只有任务队列通知主线程,这个异步队列可以执行了,该任务才会进入主线程执行,这个过程可以按照如下表述

• 所有同步操作都是在主线程上操作,形成一个执行栈
• 主线程之外,还存在一个任务队列.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
• 一旦执行栈中所有同步任务执行完毕,系统就会读取异步队列,然后对应的事件就会进入执行栈,开始执行.主线程不断执行这个操作,知道队列清空

事件循环(只有一个)和回调函数

"任务队列"是一个事件的队列(也可以理解成消息的队列),IO设备完成一项任务,就在"任务队列"中添加一个事件,表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。主线程读取"任务队列",就是读取里面有哪些事件。

"任务队列"中的事件,除了IO设备的事件以外,还包括一些用户产生的事件(比如鼠标点击、页面滚动等等).只要指定过回调函数,这些事件发生时就会进入"任务队列",等待主线程读取。

所谓"回调函数"(callback),就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数,当主线程开始执行异步任务,就是执行对应的回调函数。

"任务队列"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。主线程的读取过程基本上是自动的,只要执行栈一清空,"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。但是,由于存在后文提到的"定时器"功能,主线程首先要检查一下执行时间,某些事件只有到了规定的时间,才能返回主线程。

定时器

除了放置异步任务的事件,"任务队列"还可以放置定时事件,即指定某些代码在多少时间之后执行。这叫做"定时器"功能,也就是定时执行的代码。

定时器功能主要由setTimeout()和setInterval()这两个函数来完成,它们的内部运行机制完全一样,区别在于前者指定的代码是一次性执行，后者则为反复执行

需要注意的是,setTimeout()只是将事件插入了"任务队列",必须等到当前代码(执行栈)执行完,主线程才会去执行它指定的回调函数。要是当前代码耗时很长,有可能要等很久,所以并没有办法保证.