JavaScript 运行机制详解
一、为什么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。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?
二、为什么JavaScript是单线程?
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,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。
(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。
示例:
console.log("1"); setTimeout(()=>{ console.log("2"); }) console.log("3");
运行结果:
第一步:首先会输出 1
第二步:当执行到setTimeout时,它会被放到任务队列中,因为它是异步的。
第三步:输出 3
第四步:主线程已执行完毕,主线程将setTimeout从任务队列中取出执行,输出 3
宏任务与微任务
任务队列又分宏任务和微任务。
宏任务:整体代码script,setTimeout,setInterval等。
微任务:Promise,process.nextTick等。
即然有分类,那它俩肯定是有区别的,微任务优先于宏任务执行。
setTimeout(()=>{ console.log("定时器执行了"); }) new Promise((resolve)=>{ for(var i = 0;i<100;i++){ i==20&&resolve() } }).then(()=>{ console.log("then函数执行了"); }) console.log("程序结束");
浏览器输出结果如下
setTimeout和then都属于异步,按理说应该是setTimeout先执行的呀,但为什么then先执行了?
其实上面已经解释过了,因为Promise属于微任务,而setTimeout属于宏任务,所以then先执行。
如果还不理解,我们看下面这个例子。
setTimeout(()=>{//定时器1 new Promise((resolve)=>{ console.log("1"); resolve(); }).then(()=>{//then console.log("2"); }) setTimeout(()=>{//定时器1的子定时器 console.log("3"); }) }) setTimeout(()=>{//定时器2 console.log("4"); })
我们来分析一下上面的代码:
第一步:代码中有两个定时器,分别是“定时器1”和“定时器2”,因为它俩都属于异步任务,所以会被加入到任务队列中。
第二步:除了“定时器1”和“定时器2”(这个两个任务都属于宏任务),已经没有别的任务了,此时主程序将“定时器1”从任务队列中取出来执行。然后输出1 ,
“定时器1”里面还有有两个任务,分别是微任务"then" 和 宏任务“定时器1的子定时器”,它俩都会被添加到任务队列中,这时任务队列中有“定时器2”、“then”、“定时器1的子定时器”。
第三步:主程序将“then”从任务队列中取出并执行,输出2 ,为什么会先取"then"呢?按代码顺序不应该是“定时器2”、“then”、“定时器1的子定时器” ?因为"then"是微任务,所以它的优先级
高于“定时器2”、“定时器1的子定时器”,也可以理解为,当有微任务进入队列时,它会放到宏任务的前面。
第四步:然后主程序会按顺序将“定时器2”、“定时器1的子定时器”从任务队列中取出来执行。
所以最后打印的结果是:1 2 4 3
大家有没有发现,主程序执行完成之后,它会从任务队列中去读取一个任务,然后放到主程序中执行。
只要任务队列中还有任务,主程序就会一直进行“读取”、“执行”操作。
所以可以得出以下结论: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)。