Javascript定时器(一)——单线程

一、JavaScript 引擎是单线程的

可以从下面的代码中看到，第一个用setTimeout中的代码是死循环，由于是单线程，下面的两个定时器就没机会执行了。

<script type="text/javascript">
    setTimeout( function(){ while(true){} } , 100);
    setTimeout( function(){ alert('你好!setTimeout'); } , 200);
    setInterval( function(){ alert('你好!setInterval'); }  , 200);
</script>

浏览器的内核是多线程的，它们在内核制控下相互配合以保持同步，一个浏览器至少实现3个常驻线程：javascript引擎线程，GUI渲染线程，浏览器事件触发线程。

1. JavaScript引擎是基于事件驱动单线程执行的，JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来然后加以处理，浏览器无论再什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序。
2. GUI渲染线程负责渲染浏览器界面，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。但需要注意 GUI渲染线程与JS引擎是互斥的，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起，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。
3. 浏览器事件触发线程，当一个事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。这些事件可来自JavaScript引擎当前执行的代码块如setTimeOut、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，但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待JS引擎处理。

　　由上图可看出，浏览器中的JavaScript引擎是基于事件驱动的，这里的事件可看作是浏览器派给它的各种任务，JavaScript引擎一直等待着任务队列中任务的到来，由于单线程关系，这些任务得进行排队，一个接着一个被引擎处理。

t1、t2....tn表示不同的时间点，tn下面对应的小方块代表该时间点的任务。

t1时刻：

1. GUI渲染线程

2. 浏览器事件触发线程：

   在t1时间段内，首先是用户点击了一个鼠标键，点击被浏览器事件触发线程捕捉后形成一个鼠标点击事件，由图可知，对于JavaScript引擎线程来说，这事件是由其它线程异步传到任务队列尾的,由于引擎正在处理t1时的任务，这个鼠标点击事件正在等待处理。

3. 定时触发线程：

   这里的浏览器模型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计不了时，它必须依赖外部来计时并触发定时，所以队列中的定时事件是异步事件。

4. 在这t1的时间段内，继鼠标点击事件触发后，先前已设置的setTimeout定时也到达了,此刻对JavaScript引擎来说，定时触发线程产生了一个异步定时事件并放到任务队列中，该事件被排到点击事件回调之后，等待处理。同理，还是在t1时间段内，接下来某个setInterval定时器也被添加了，由于是间隔定时，在t1段内连续被触发了两次，这两个事件被排到队尾等待处理。

5. ajax异步请求：

   浏览器新开一个http线程请求，当请求的状态变更时，如果先前已设置回调，这异步线程就产生状态变更事件放到JavaScript引擎的处理队列中等待处理。

二、任务的执行顺序不同，显示结果也不同

1）未使用setTimeout函数

在网上找到的一段代码实例，这里用来演示一下。

<a href="#" id="doBtn">do something</a>
<div id="status"></div>
<script type="text/javascript">
      var doBtn = document.getElementById('doBtn')
          , status = document.getElementById('status');

      function sleep(ms) {
        var start = new Date();
        while (new Date() - start <= ms) {}
      }

      doBtn.onclick = function(e) {
          status.innerHTML = 'doing...please wait...';
          sleep(3000);  // 模拟一个耗时较长的计算过程，3s
          status.innerHTML = 'done';
          return false;
      };
</script>

我在firefox中执行了上面的代码。计划是点击“do something”按钮，然后显示“doing...please wait...”，接着执行sleep，最后显示“done”。

但是结果是点击后，浏览器卡住3秒左右，最后直接显示done。

分析下看出，在做status.innerHTML设置的时候，是需要执行GUI渲染线程的，但是现在还在执行JavaScript引擎线程，而JavaScript引擎线程与GUI渲染线程是互斥的，所以就最后显示了done。

2）使用了setTimeout函数

<a href="#" id="doBtn2">do something timer</a>
<div id="status2"></div>
<script type="text/javascript">
      var doBtn2 = document.getElementById('doBtn2')
          , status2 = document.getElementById('status2');

      function sleep2(ms) {
        var start = new Date();
        while (new Date() - start <= ms) {}
      }

      doBtn2.onclick = function(e) {
          status2.innerHTML = 'doing...please wait...';
          setTimeout(function() {
            sleep2(3000);
            status2.innerHTML = 'done';
          }, 100);
          return false;
      };
</script>

在“doing...please wait...”后面加了个setTimeout，延时执行，给了浏览器渲染的时间，这个时候会显示出“doing...please wait...”的字样，然后执行sleep函数，最后显示“done”。

后面有网友发现在firefox中不起作用，的确有这个问题，后面我修改了一下代码，将局部变量的声明，onclick的绑定放到了window.onload事件中，等页面结构加载完成后，我再做脚本操作。

<script type="text/javascript">
      function sleep(ms) {
        //...
      }
      window.onload = function() {
            var doBtn = document.getElementById('doBtn'),
            status = document.getElementById('status');

            var doBtn2 = document.getElementById('doBtn2')
              , status2 = document.getElementById('status2');

            doBtn.onclick = function(e) {
                //...
            };
            doBtn2.onclick = function(e) {
                //...
            };
      };
</script>

demo下载：

http://download.csdn.net/download/loneleaf1/7956191

http://ejohn.org/blog/how-javascript-timers-work/  How JavaScript Timers Work
http://heroicyang.com/2012/08/28/javascript-event-loop/ JavaScript Event Loop 浅析
http://www.2cto.com/kf/201204/129337.html JavaScript可否多线程?
http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/787 优化js脚本设计，防止浏览器假死
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/10/event_loop.html 什么是 Event Loop？