JavaScript 运行机制详解

Posted 2021-03-21 huancheng

一、为什么javascript是单线程？

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？

二、为什么JavaScript是单线程？

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。

于是，所有任务可以分成两种，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。

　　（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。

示例：

console.log("1");
setTimeout(()=>{
     console.log("2");
})
console.log("3");

运行结果：

第一步：首先会输出 1

第二步：当执行到setTimeout时，它会被放到任务队列中，因为它是异步的。

第三步：输出 3

第四步：主线程已执行完毕，主线程将setTimeout从任务队列中取出执行，输出 3

宏任务与微任务

任务队列又分宏任务和微任务。

宏任务：整体代码script，setTimeout，setInterval等。

微任务：Promise，process.nextTick等。

即然有分类，那它俩肯定是有区别的，微任务优先于宏任务执行。

 

    setTimeout(()=>{
        console.log("定时器执行了");
    })

    new Promise((resolve)=>{
        for(var i = 0;i<100;i++){
            i==20&&resolve()
        }
    }).then(()=>{
        console.log("then函数执行了");
    })

    console.log("程序结束");

浏览器输出结果如下

setTimeout和then都属于异步，按理说应该是setTimeout先执行的呀，但为什么then先执行了？

其实上面已经解释过了，因为Promise属于微任务，而setTimeout属于宏任务，所以then先执行。

 

如果还不理解，我们看下面这个例子。

    setTimeout(()=>{//定时器1
        new Promise((resolve)=>{
            console.log("1");
            resolve();
        }).then(()=>{//then
            console.log("2");
        })

        setTimeout(()=>{//定时器1的子定时器
            console.log("3");
        })
    })

    setTimeout(()=>{//定时器2
        console.log("4");
    })

我们来分析一下上面的代码：

第一步：代码中有两个定时器，分别是“定时器1”和“定时器2”，因为它俩都属于异步任务，所以会被加入到任务队列中。

 

第二步：除了“定时器1”和“定时器2”（这个两个任务都属于宏任务），已经没有别的任务了，此时主程序将“定时器1”从任务队列中取出来执行。然后输出1 ，

“定时器1”里面还有有两个任务，分别是微任务"then" 和 宏任务“定时器1的子定时器”，它俩都会被添加到任务队列中，这时任务队列中有“定时器2”、“then”、“定时器1的子定时器”。

 

第三步：主程序将“then”从任务队列中取出并执行，输出2  ，为什么会先取"then"呢？按代码顺序不应该是“定时器2”、“then”、“定时器1的子定时器” ？因为"then"是微任务，所以它的优先级

高于“定时器2”、“定时器1的子定时器”，也可以理解为，当有微任务进入队列时，它会放到宏任务的前面。

 

第四步：然后主程序会按顺序将“定时器2”、“定时器1的子定时器”从任务队列中取出来执行。

 

所以最后打印的结果是：1 2 4 3

 

大家有没有发现，主程序执行完成之后，它会从任务队列中去读取一个任务，然后放到主程序中执行。

只要任务队列中还有任务，主程序就会一直进行“读取”、“执行”操作。

 

所以可以得出以下结论：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）。

 

教程参考地址：阮一峰老师的《JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop》