JavaScript是单线程的
JavaScript 是浏览器的脚本语言。其主要作用是与客户端进行交互。最开始设计之初它就是单线程。因为它主要操作 DOM。如果设计成多线程,假设一个线程在操作某个 DOM 节点,一个线程又在删除这个 DOM 节点。这时候浏览器就无法判断以哪个线程为主,这种复杂的场景大大增加了语言的难度。所以 JavaScript 从一诞生就是单线程。也是它最重要的特性之一。
异步和同步概念
因为单线程的原因,后一个任务需要等待前一个任务的执行,这就可能出现长时间的等待。但由于类似ajax网络请求、setTimeout时间延迟、DOM事件的用户交互等,这些任务并不消耗 CPU,是一种空等,资源浪费,因此出现了异步。 通过将任务交给相应的异步模块去处理,主线程的效率大大提升,可以并行的去处理其他的操作。 当异步处理完成,主线程空闲时,主线程读取相应的callback,进行后续的操作,最大程度的利用CPU。此时出现了同步执行和异步执行的概念。
同步执行是主线程按照顺序,串行执行任务;异步执行就是cpu跳过等待,先处理后续的任务(CPU与网络模块、timer等并行进行任务)。由此产生了任务队列与事件循环,来协调主线程与异步模块之间的工作。
事件循环机制
如图,流程如下:
- 主线程读取JS代码,此时为同步环境,形成相应的堆和执行栈;
- 主线程遇到异步任务,指给对应的异步进程进行处理(WEB API);
- 异步进程处理完毕(Ajax返回、DOM事件处罚、Timer到等),将相应的异步任务推入任务队列;
- 主线程执行完毕,查询任务队列,如果存在任务,则取出一个任务推入主线程处理(先进先出);
- 重复执行2、3、4;称为事件循环。
任务队列
任务队列存在多个,同一任务队列内,按队列顺序被主线程取走;不同任务队列之间,存在着优先级,优先级高的优先获取(用户I/O)。
宏任务和微任务
同任务队列存在两种类型,一种为宏任务(macrotask queue),另一种为微任务 (microtask queue)。 ES6 的 promise[ECMAScript标准]产生的任务队列为 微任务 microtask queue。 两者区别: 微任务 microtask queue:唯一,整个事件循环当中,仅存在一个;执行为同步,同一个事件循环中的microtask会按队列顺序,串行执行完毕;
宏任务 macrotask queue:不唯一,存在一定的优先级(用户I/O部分优先级更高);异步执行,同一事件循环中,只执行一个。 执行顺序: 微任务 ==> DOM渲染 ===> 宏任务 常见的宏任务和微任务: 宏任务:setTimeout、setInterval,DOM事件,AJAX请求 等; 微任务:promise.then(),async/await 等;
总结
更完整的事件循环流程:
- 主线程读取JS代码,此时为同步环境,形成相应的堆和执行栈;
- 主线程遇到异步任务,指给对应的异步进程进行处理(WEB API);
- 异步进程处理完毕(Ajax返回、DOM事件处罚、Timer到等),将相应的异步任务推入任务队列;
- 主线程查询任务队列,执行microtask queue,将其按序执行,全部执行完毕;
- 主线程查询任务队列,执行macrotask queue,取队首任务执行,执行完毕;
- 重复4、5。
microtask queue中的所有callback处在同一个事件循环中,而macrotask queue中的callback有自己的事件循环。 简而言之:同步环境执行 -> 事件循环1(microtask queue的All)-> 事件循环2(macrotask queue中的一个) -> 事件循环1(microtask queue的All)-> 事件循环2(macrotask queue中的一个)…
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