Js异步机制的实现
Js异步机制
JavaScript
是一门单线程语言,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也就是假死状态,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。
执行机制
为了解决上述问题,Javascript
将任务的执行模式分为两种:同步Synchronous
与异步Asynchronous
,同步或非同步,表明着是否需要将整个流程按顺序地完成,阻塞或非阻塞,意味着你调用的函数会不会立刻告诉你结果
同步
同步模式就是同步阻塞,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。
var i = 100;
while(--i) { console.log(i); }
console.log("while 执行完毕我才能执行");
异步
异步执行就是非阻塞模式执行,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。浏览器对于每个Tab
只分配了一个Js
线程,主要任务是与用户交互以及操作DOM
等,而这也就决定它只能为单线程,否则会带来很复杂的同步问题,例如假定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,这时浏览器无法确定以哪个线程的操作为准。
setTimeout(() => console.log("我后执行"), 0);
// 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,此外这与浏览器设定、主线程以及任务队列也有关系,执行时间可能大于4ms,例如老版本的浏览器都将最短间隔设为10毫秒。另外,对于那些DOM的变动尤其是涉及页面重新渲染的部分,通常不会立即执行,而是每16毫秒执行一次。这时使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。
console.log("我先执行");
异步机制
首先来看一个例子,与上文一样来测试一个异步执行的操作
setTimeout(() => console.log("我在很长时间之后才执行"), 0);
var i = 3000000000;
while(--i) { }
console.log("循环执行完毕");
本地测试,设置的setTimeout
回调函数大约在30s
之后才执行,远远大于4ms
,我在主线程设置了一个非常大的循环来阻塞Js
主线程,注意我并没有设置一个死循环,假如我在此处设置死循环来阻塞主线程,那么设置的setTimeout
回调函数将永远不会执行,此外由于渲染线程与JS
引擎线程是互斥的,Js
线程在处理任务时渲染线程会被挂起,整个页面都将被阻塞,无法刷新甚至无法关闭,只能通过使用任务管理器结束Tab
进程的方式关闭页面。
Js
实现异步是通过一个执行栈与一个任务队列来完成异步操作的,所有同步任务都是在主线程上执行的,形成执行栈,任务队列中存放各种事件回调(也可以称作消息),当执行栈中的任务处理完成后,主线程就开始读取任务队列中的任务并执行,不断往复循环。
例如上例中的setTimeout
完成后的事件回调就存在任务队列中,这里需要说明的是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,如果线程处于阻塞状态就会影响记计时的准确,计数是由浏览器线程进行计数的,当计数完毕,就将事件回调加入任务队列,同样HTTP
请求在浏览器中也存在单独的线程,也是执行完毕后将事件回调置入任务队列。通过这个流程,就能够解释为什么上例中setTimeout
的回调一直无法执行,是由于主线程也就是执行栈中的代码没有完成,不会去读取任务队列中的事件回调来执行,即使这个事件回调早已在任务队列中。
Event Loop
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
,Event Loop
是一个执行模型,在不同的地方有不同的实现,浏览器和NodeJS
基于不同的技术实现了各自的Event Loop
。浏览器的Event Loop
是在HTML5
的规范中明确定义,NodeJS
的Event Loop
是基于libuv
实现的。
在浏览器中的Event Loop
由执行栈Execution Stack
、后台线程Background Threads
、宏队列Macrotask Queue
、微队列Microtask Queue
组成。
- 执行栈就是在主线程执行同步任务的数据结构,函数调用形成了一个由若干帧组成的栈。
- 后台线程就是浏览器实现对于
setTimeout
、setInterval
、XMLHttpRequest
等等的执行线程。 - 宏队列,一些异步任务的回调会依次进入宏队列,等待后续被调用,包括
setTimeout
、setInterval
、setImmediate(Node)
、requestAnimationFrame
、UI rendering
、I/O
等操作 - 微队列,另一些异步任务的回调会依次进入微队列,等待后续调用,包括
Promise
、process.nextTick(Node)
、Object.observe
、MutationObserver
等操作
当Js
执行时,进行如下流程
- 首先将执行栈中代码同步执行,将这些代码中异步任务加入后台线程中
- 执行栈中的同步代码执行完毕后,执行栈清空,并开始扫描微队列
- 取出微队列队首任务,放入执行栈中执行,此时微队列是进行了出队操作
- 当执行栈执行完成后,继续出队微队列任务并执行,直到微队列任务全部执行完毕
- 最后一个微队列任务出队并进入执行栈后微队列中任务为空,当执行栈任务完成后,开始扫面微队列为空,继续扫描宏队列任务,宏队列出队,放入执行栈中执行,执行完毕后继续扫描微队列为空则扫描宏队列,出队执行
- 不断往复...
实例
// Step 1
console.log(1);
// Step 2
setTimeout(() => {
console.log(2);
Promise.resolve().then(() => {
console.log(3);
});
}, 0);
// Step 3
new Promise((resolve, reject) => {
console.log(4);
resolve();
}).then(() => {
console.log(5);
})
// Step 4
setTimeout(() => {
console.log(6);
}, 0);
// Step 5
console.log(7);
// Step N
// ...
// Result
/*
1
4
7
5
2
3
6
*/
Step 1
// 执行栈 console
// 微队列 []
// 宏队列 []
console.log(1); // 1
Step 2
// 执行栈 setTimeout
// 微队列 []
// 宏队列 [setTimeout1]
setTimeout(() => {
console.log(2);
Promise.resolve().then(() => {
console.log(3);
});
}, 0);
Step 3
// 执行栈 Promise
// 微队列 [then1]
// 宏队列 [setTimeout1]
new Promise((resolve, reject) => {
console.log(4); // 4 // Promise是个函数对象,此处是同步执行的 // 执行栈 Promise console
resolve();
}).then(() => {
console.log(5);
})
Step 4
// 执行栈 setTimeout
// 微队列 [then1]
// 宏队列 [setTimeout1 setTimeout2]
setTimeout(() => {
console.log(6);
}, 0);
Step 5
// 执行栈 console
// 微队列 [then1]
// 宏队列 [setTimeout1 setTimeout2]
console.log(7); // 7
Step 6
// 执行栈 then1
// 微队列 []
// 宏队列 [setTimeout1 setTimeout2]
console.log(5); // 5
Step 7
// 执行栈 setTimeout1
// 微队列 [then2]
// 宏队列 [setTimeout2]
console.log(2); // 2
Promise.resolve().then(() => {
console.log(3);
});
Step 8
// 执行栈 then2
// 微队列 []
// 宏队列 [setTimeout2]
console.log(3); // 3
Step 9
// 执行栈 setTimeout2
// 微队列 []
// 宏队列 []
console.log(6); // 6
参考
https://www.jianshu.com/p/1a35857c78e5
https://segmentfault.com/a/1190000016278115
https://segmentfault.com/a/1190000012925872
https://www.cnblogs.com/sunidol/p/11301808.html
http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/EventLoop
Js异步机制的实现的更多相关文章
- 从一到面试题了解js异步机制:setTimeout 和 Pronmise
1.毫无疑问setTimeout是最晚输出的 2.请无视undefined,这是浏览器的返回值. 3.new Promise中并不是异步,而.then()后才是异步.
- JavaScript单线程和异步机制
随着对JavaScript学习的深入和实践经验的积累,一些原理和底层的东西也开始逐渐了解.早先也看过一些关于js单线程和事件循环的文章,不过当时看的似懂非懂,只留了一个大概的印象:浏览器中的js程序时 ...
- 深入理解node.js异步编程:基础篇
###[本文是基础内容,大神请绕道,才疏学浅,难免纰漏,请各位轻喷] ##1. 概述 目前开源社区最火热的技术当属Node.js莫属了,作为使用Javascript为主要开发语言的服务器端编程技术和平 ...
- node.js零基础详细教程(4):node.js事件机制、node异步IO操作
第四章 建议学习时间3小时 课程共10章 学习方式:详细阅读,并手动实现相关代码 学习目标:此教程将教会大家 安装Node.搭建服务器.express.mysql.mongodb.编写后台业务逻辑. ...
- 浅析JS异步执行机制
前言 JS异步执行机制具有非常重要的地位,尤其体现在回调函数和事件等方面.本文将针对JS异步执行机制进行一个简单的分析. 从一份代码讲起 下面是两个经典的JS定时执行函数,这两个函数的区别相信对JS有 ...
- js异步处理工作机制
js异步处理工作机制 从基础的层面来讲,理解JavaScript的定时器是如何工作的是非常重要的.计时器的执行常常和我们的直观想象不同,那是因为JavaScript引擎是单线程的.我们先来认识一下 ...
- 面试 09-02.js运行机制:异步和单线程
09-02.js运行机制:异步和单线程 #前言 面试时,关于同步和异步,可能会问以下问题: 同步和异步的区别是什么?分别举一个同步和异步的例子 一个关于 setTimeout 的笔试题 前端使用异步的 ...
- JS魔法堂:深究JS异步编程模型
前言 上周5在公司作了关于JS异步编程模型的技术分享,可能是内容太干的缘故吧,最后从大家的表情看出"这条粉肠到底在说啥?"的结果:(下面是PPT的讲义,具体的PPT和示例代码在h ...
- C“中断” 与 JS“异步回调” 横向对比
在底层C语言中,有一个非常重要而特别的概念,叫做“中断”.用比喻来说,我正在写着博客,突然我妈打个电话过来,我就离开了键盘去接电话了,然后写博客就中断了,我聊完电话回来再继续写.乍一听似乎并没有什么大 ...
随机推荐
- 【Weiss】【第03章】练习3.12:单链表倒置
[练习3.12] a.编写一个非递归过程以O(N)时间反转单链表. b.使用常数附加空间编写一个过程以O(N)时间反转单链表. Answer: 这题的b貌似没啥意义,在a小题里直接用头插法,不断地将头 ...
- 读书笔记——吴翰清《白帽子讲Web安全》
目录 第一篇 世界观安全 一 我的安全世界观 第二篇 客户端脚本安全 一 浏览器安全二 跨站脚本攻击(XSS)三 跨站点请求伪造(CSRF)四 点击劫持(ClickJacking)五 HTML5 安全 ...
- 12.unittest的学习
unittest学习后的总结,记录各个主要内容
- Swift 4.0 中的错误处理及抛出错误
在Swift的标准库,很多方法名后都带有'throws'这个关键词, 'throws'表示该方法在执行过程中遇到错误则抛出,但不会crash. 下面是Swift标准库中的一个构造方法,String.D ...
- Linux---使用kill杀不掉进程解决方案
今天打开Linux虚拟机,然后使用jps命令查看,莫名奇妙多了一个1889进程 然后使用kill杀掉后,再运行jps还是存在此进程.于是乎开始大量百度,最终找到了解决方案. 说的很清楚了,杀不掉的原因 ...
- angualrjs 总结 随记(三)
$sanitize和$sce服务的使用方法 $sanitize会把标签的属性都移除,以及绑定在元素上的事件.仅保留了标签和内容 $q服务的使用1. 创建一个Service,去服务器读取数据: 2. 在 ...
- python浅学【网络服务中间件】之RabbitMQ
一.关于AMQP: AMQP,即Advanced Message Queuing Protocol,高级消息队列协议. AMQP使符合要求的客户端应用程序能够与符合要求的消息传递中间件代理进行通信. ...
- 贪心-Bag of Tokens
2020-01-20 22:32:28 问题描述: 问题求解: 双指针 + 贪心. public int bagOfTokensScore(int[] tokens, int P) { Arrays. ...
- centos7 LVM扩容案例
测试数据 cd / && dd if=/dev/zero of=file bs=1M count=10000 将磁盘变大的测试命令. 生产环境不要用. 这只是用于测试扩容后的效果 LV ...
- Xmind8 Pro破解版
思维导图又叫心智导图,是表达发散性思维的有效图形思维工具 ,它简单却又很有效,是一种实用性的思维工具.思维导图运用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像. ...