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JavaScript运行机制Event Loop

首页
2018-12-21 23:20:54
Front-End
JavaScriptEvent Loop

# 一、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
  • 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?
  • 所以,为了避免复杂性,从一诞生,JavaScript就是单线程,这已经成了这门语言的核心特征,将来也不会改变
  • 为了利用多核CPU的计算能力,HTML5提出Web Worker标准,允许JavaScript脚本创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作DOM。所以,这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质。

# 二、任务队列

  • 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
  • 如果排队是因为计算量大,CPU忙不过来,倒也算了,但是很多时候CPU是闲着的,因为IO设备(输入输出设备)很慢(比如Ajax操作从网络读取数据),不得不等着结果出来,再往下执行

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

异步执行的运行机制

  • 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈
  • 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
  • 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
  • 主线程不断重复上面的第三步

主线程和任务队列的示意图

只要主线程空了,就会去读取"任务队列",这就是JavaScript的运行机制。这个过程会不断重复

# 三、事件和回调函数

  • “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。

# 四、JS中的event loop

# 4.1 原理分析

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)

上图中,主线程运行的时候,产生堆(heap)和栈(stack),栈中的代码调用各种外部API,它们在"任务队列"中加入各种事件(click,load,done)。只要栈中的代码执行完毕,主线程就会去读取"任务队列",依次执行那些事件所对应的回调函数

  • JS 在执行的过程中会产生执行环境,这些执行环境会被顺序的加入到执行栈中。如果遇到异步的代码,会被挂起并加入到 Task(有多种 task) 队列中。一旦执行栈为空,Event Loop 就会从 Task 队列中拿出需要执行的代码并放入执行栈中执行,所以本质上来说 JS 中的异步还是同步行为
console.log('script start');

setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout');
}, 0);

console.log('script end');
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

不同的任务源会被分配到不同的 Task 队列中,任务源可以分为 微任务(microtask) 和 宏任务(macrotask)。在 ES6 规范中,microtask 称为 jobs,macrotask 称为 task

console.log('script start');

setTimeout(function() {
  console.
fe
  • 一、JavaScript是单线程
  • 二、任务队列
  • 三、事件和回调函数
  • 四、JS中的event loop
    • 4.1 原理分析
    • 4.2 微任务
    • 4.3 宏任务
    • 4.4 正确的Event loop 顺序
  • 五、Node 中的 Event loop
    • 5.1 Node.js的运行机制
    • 5.2 各个阶段
      • 5.2.1 timer
      • 5.2.2 I/O
      • 5.2.3 idle, prepare
      • 5.2.4 poll
      • 5.2.5 check
      • 5.2.6 close callbacks
  • 六、参考

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