关于js中的同步和异步

最近看到前端面试问到js中的同步和异步，这个问题该怎么回答？

梳理一下，js对于异步的处理，很多人的第一反应是ajax，这只能说是对了一半。

 

1.个人觉得，js中，最基础的异步是setTimeout和setInterval函数，很常见，但是很少人有人知道其实这就是异步，因为它们可以控制js的执行顺序

var timeoutID = window.setTimeout(func[, delay, param1, param2, ...]);

看看下面的测试代码会出现什么？？ 要求出现的顺序是张一

    <script type="text/javascript">
        console.log( "张一" );
        setTimeout(function() {
            console.log( "王三" )
        }, 500 );
        setTimeout(function() {
            console.log( "李四" )
        }, 500 );
        setTimeout(function() {
            console.log( "刘五" )
        }, 500 );
        console.log( "李二" );
    </script>

结果正如设计的：

但是 查看 火狐的api文档 有这样一句话  api地址 https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WindowTimers/setTimeout

Because even though setTimeout was called with a delay of zero, it's placed on a queue and scheduled to run at the next opportunity, not immediately. Currently executing code must complete before functions on the queue are executed, the resulting execution order may not be as expected.

翻译一下 就是 因为即使setTimeout调用延迟为零，这是放置在一个队列和调度运行到下一个机会，没有立即。当前正在执行的代码必须在队列上的函数执行之前完成，由此产生的执行顺序可能不会像预期的那样。

所以，可预料的结果是：直到在同一程序段中所有其余的代码执行结束后，超时才会发生。所以如果设置了超时，同时执行了需长时间运行的函数，那么在该函数执行完成之前，超时甚至都不会启动。实际上，异步函数，如setTimeout和setInterval，被压入了称之为Event Loop的队列。有点扯远，记住就是setTimeout和setInterval可以改变一个队列函数的执行顺序。

 

2.ajax异步

很多时候，我们使用的ajax都是jQuery封装后的.ajax（） 如：api中的ajax格式。

        $.ajax({
            type: "POST",
            url: "some.php",
            data: "name=John&location=Boston",
            success: function(msg){
                alert( "Data Saved: " + msg );
            }
        });

很多人的理解是 是在调用$.ajax之后马上使用data？  但是真的是这样吗？

如果你写过原生的ajax，应该会知道如下：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/XMLHttpRequest/Using_XMLHttpRequest#Types_of_requests

function reqListener () {
  console.log(this.responseText);
}

var oReq = new XMLHttpRequest();
oReq.addEventListener("load", reqListener);
oReq.open("GET", "http://www.example.org/example.txt");
oReq.send();

这个火狐官方的例子很好的说明我们的ajax执行的步骤，XmlHttpRequest对象发起请求，设置回调函数用来处理XHR的readystatechnage事件。然后执行XHR的send方法。在XHR运行中，当其属性readyState改变时readystatechange事件就会被触发，只有在XHR从远端服务器接收响应结束时回调函数才会触发执行。也就是如下：

xmlhttp.open( "GET", "url", true );
        xmlhttp.onreadystatechange = function( data ) {
            if ( xmlhttp.readyState === 4 ) {
                console.log( data );
            }
        };
        xmlhttp.send( null );

 

以上两点就是JavaScript中的同步和异步。

 

延伸 摘自阮一峰es6入门：

于是，这个问题又回到了最开始的起点：JavaScript是单线程的。

 

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？

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。

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。于是就有一个概念，任务队列。

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。

JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。

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。

具体来说，异步执行的运行机制如下。（同步执行也是如此，因为它可以被视为没有异步任务的异步执行。）

（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。

下图就是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。  

 

"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。