从setTimeout谈js运行机制

　　众所周知，JavaScript是单线程的编程，什么是单线程，就是说同一时间JavaScript只能执行一段代码，如果这段代码要执行很长时间，那么之后的代码只能尽情地等待它执行完才能有机会执行，不像人一样，人是多线程的，所以你可以一边观看某岛国动作片，一边尽情挥洒汗水。JavaScript单线程机制也是迫不得已，假设有多个线程，同时修改某个dom元素，那么到底是听哪个线程的呢？

　　既然已经明确JavaScript是单线程的语言，于是我们想方设法要想出JavaScript的异步方案也就可以理解了。比如执行到某段代码，需求是1000ms后调用方法A，JavaScript没有sleep函数能挂起线程一秒啊？如何能够使得代码做到一边等待A方法执行，一边继续执行下面的代码，仿佛开了两个线程一般？机制的科学家们想出了setTimeout方法。

　　setTimeout方法想必大家都已经很熟悉了，那么setTimeout(function(){..}, a)真的是ams后执行对应的回调吗？

setTimeout(function() {
  console.log('hello world');
}, 1000);

while(true) {};

　　1s中之后，控制台并没有像预料中的一样输出字符串，而网页标签上的圈圈一直转啊转，掐指一算，可能陷入while(true){}的死循环中了，可是为什么呢？虽然会陷入死循环可是也得先输出字符串啊！这就要扯到JavaScript运行机制了。

1.javascript运行机制

　　一段JavaScript代码到底是如何执行的？阮一峰老师有篇不错的文章（JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop），我就不再重复造轮子了；如果觉得太长不看的话，我在这里简短地描述下。一段js代码（里面可能包含一些setTimeout、鼠标点击、ajax等事件），从上到下开始执行，遇到setTimeout、鼠标点击等事件，异步执行它们，也就是将他们放到任务队列中，此时并不会影响代码主体继续往下执行(当线程中没有执行任何同步代码的前提下才会执行异步代码)，一旦异步事件执行完，回调函数返回，将它们按次序加到执行队列中，这时要注意了，如果主体代码没有执行完的话，是永远也不会触发callback的，这也就是上面的一段代码导致浏览器假死的原因（主体代码中的while(true){}还没执行完）。

　　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。

　　"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。

 

2.setTimeout VS setInterval

根据前文描述，我们大概懂了以上setInterval回调函数的执行时间差<=10ms，因为可能会由于线程阻塞，使得一系列的回调全部在排队。用setTimeout实现的setInterval效果呢？

// 1
function func() {
  setTimeout(function() {
    // some code
    func();
  }, 10);
}

func();


// 2
setTimeout(function() {
  // some code
  setTimeout(arguments.callee, 1000);
}, 10);

　　很显然两个回调之间的间隔是>10ms的，因为前面一个回调在队列中排队，如果没有等到，是不会执行下面的回调的，而>10ms是因为回调中的代码也要执行时间。换句话说，setInterval的回调是并列的，前一个回调（有没有执行）并不会影响后一个回调（插入队列），而setTimeout之间的回调是嵌套的，后一个回调是前一个回调的回调，只有前一个回调执行了，才会把下一个setTimeout事件加入到任务队列。

具体的实现请参见我之前写的《用setTimeout实现setInterval》