深入理解 JavaScript 异步系列（1）——基础

前言

2014年秋季写完了《深入理解javascript原型和闭包系列》，已经帮助过很多人走出了 js 原型、作用域、闭包的困惑，至今仍能经常受到好评的留言。

很早之前我就总结了JS三座大山这个概念（虽然没有到处宣扬），前两座（原型、作用域）已经基本讲明白，而第三座（异步）也应该做一个总结。

于是，2017年初春，我花费大约一周的业余时间来对 JS 异步做一个完整的总结，和各位同学共勉共进步！

 

原文地址：http://www.cnblogs.com/wangfupeng1988/p/6513070.html 未经同意禁止转载！

第一部分，什么是异步

提醒：如果你是初学 js 的同学，尚未有太多项目经验和基础知识，请就此打住，不要看这篇教程

我思考问题、写文章一般都不按讨论出牌，别人写过的东西我不会再照着抄一遍。因此，后面所有的内容，都是我看了许多资料之后，个人重新思考提炼总结出来的，这肯定不能算是初级教程。

如果你是已有 js 开发经验，并了解异步的基础知识，到这里来想深入了解一下Promise Generator和async-awati，那就太好了，非常欢迎。

本节内容概述

• JS 为何会有异步
• 异步的实现原理是什么
• 常用的异步操作有哪些

JS 为何会有异步

首先记住一句话 —— JS 是单线程的语言，所谓“单线程”就是一根筋，对于拿到的程序，一行一行的执行，上面的执行为完成，就傻傻的等着。例如

var i, t = Date.now()
for (i = 0; i < 100000000; i++) {
}
console.log(Date.now() - t)  // 250 （chrome浏览器）

上面的程序花费 250ms 的时间执行完成，执行过程中就会有卡顿，其他的事儿就先撂一边不管了。

执行程序这样没有问题，但是对于 JS 最初使用的环境 ———— 浏览器客户端 ———— 就不一样了。因此在浏览器端运行的 js ，可能会有大量的网络请求，而一个网络资源啥时候返回，这个时间是不可预估的。这种情况也要傻傻的等着、卡顿着、啥都不做吗？———— 那肯定不行。

因此，JS 对于这种场景就设计了异步 ———— 即，发起一个网络请求，就先不管这边了，先干其他事儿，网络请求啥时候返回结果，到时候再说。这样就能保证一个网页的流程运行。

异步的实现原理

先看一段比较常见的代码

var ajax = $.ajax({
    url: '/data/data1.json',
    success: function () {
        console.log('success')
    }
})

上面代码中$.ajax()需要传入两个参数进去，url和success，其中url是请求的路由，success是一个函数。这个函数传递过去不会立即执行，而是等着请求成功之后才能执行。对于这种传递过去不执行，等出来结果之后再执行的函数，叫做callback，即回调函数

再看一段更加能说明回调函数的 nodejs 代码。和上面代码基本一样，唯一区别就是：上面代码时网络请求，而下面代码时 IO 操作。

var fs = require('fs')
fs.readFile('data1.json', (err, data) => {
    console.log(data.toString())
})

从上面两个 demo 看来，实现异步的最核心原理，就是将callback作为参数传递给异步执行函数，当有结果返回之后再触发 callback执行，就是如此简单！

常用的异步操作

开发中比较常用的异步操作有：

• 网络请求，如ajax http.get
• IO 操作，如readFile readdir
• 定时函数，如setTimeout setInterval

最后，请思考，事件绑定是不是也是异步操作？例如$btn.on('click', function() {...})。这个问题很有意思，我会再后面的章节经过分析之后给出答案，各位先自己想一下。

第二部分，异步和 event-loop

提到异步，就必须提 event-loop 。event-loop 中文翻译叫做“事件轮询”，它是能体现出单线程中异步操作是如何被执行的。

首先，强烈大家观看一个歪果仁的视频《what the hack is event loop》，只有不到半个小时的时间，但是将的非常详细。如果那个链接失效，访问这里（密码: xx9f）

其次，再结合阮一峰老师的《什么是event loop》一起看一下。将这两个看完就基本了解 event loop 了

最后，event-loop 是一块内容比较独立的技术性知识，它是什么样子就是什么样子，讲解起来可变通性非常小。因此，本节说一下我对 event-loop 的理解和体会

本节内容概述

• 举例说明
• 核心概念
• 思考两个问题

举例说明

给出一段简单的 js 代码，并用比较通俗、简单的说法介绍一下执行过程。详细过程还需各位去看视频，因为我没必要把半小时的视频都写到这里。

console.log('line 1')
setTimeout(console.log, 1000, 'line 2')
console.log('line 3')

以上一共三行代码，该程序被执行的时候，会依次挨行执行

• 第一步，执行第一行，将结果line 1打印出来
• 第二步，执行第二行，注意此时会将这个操作暂时存储到其他地方，因为setTimeout是一个异步执行操作。
• 第三步，执行第三行，将结果line 3打印出出来
• 第四步，等待最后一行程序（一共三行）都全部执行完了，然后立马实时查看刚才暂存的异步操作有没有。如果有可执行的，就立即拿到出来继续执行。
• 第五步，执行完毕之后，再实时查看暂存位置中是否还有未执行的异步回调。

以上只拿了setTimeout举例子，但是对于网络请求、IO操作、事件绑定道理都是一样的。如果我讲的简单例子你还是看不懂，一定要去看文章最初提到的《what the hack is event loop》视频，重要重要！！！

思考三个问题

第一题，以下代码的输出顺序是什么

setTimeout(console.log, 0, 'a')
console.log('b')
console.log('c')

答案是b c a，有疑问的需要再去看上面的介绍或者那个视频。

第二题，以下代码中，最后输出的结果是否是 500

var i, t = Date.now()
for (i = 0; i < 100000000; i++) {
}
function fn() {
    console.log(Date.now() - t)  // 输出多少？？？
}
setTimeout(fn, 500)

答案是大于 500ms ，因为 for 函数需要花费一些时间，等 for 执行完之后再开始计算 500ms 之后执行 fn

第三题，事件绑定是不是异步操作？

这个问题大家根据 event-loop 的讲解和视频来思考，我们下一节再给出解答。

第三部分，事件绑定算不算异步？

如果你认真看了上一节的 event-loop 的，你会发现原来事件绑定和异步操作的实现机制是一样的，那么事件绑定是不是就是异步操作呢？（声明一下，这里说的事件绑定是如下代码的形式）

$btn.on('click', function (e) {
    console.log('你点击了按钮')
})

PS：这个问题貌似没有加过有人讨论或者发起讨论，但是当我了解了 event-loop 之后，我就发现这两者有很大联系，很早就像讨论一下这个话题。不知道哪位同仁跟我有一样的想法？

本节内容概述

• 共同之处
• 不同之处
• 我的观点

共同之处

从技术实现以及书写方法上来讲，他们是一样的。例如事件绑定和 IO 操作的写法基本相同

$btn.on('click', function (e) {
    console.log('你点击了按钮')
})
fs.readFile('data1.json', function (err, data) {
    // 获取数据
})

最终执行的方式也基本一样，都通过 evet-loop 执行。

不同之处

在我看来至少有两处不同。

第一，event-loop 执行时，调用的源不一样。异步操作是系统自动调用，无论是setTimeout时间到了还是$.ajax请求返回了，系统会自动调用。而事件绑定就需要用户手动触发

第二，从设计上来将，事件绑定有着明显的“订阅-发布”的设计模式，而异步操作却没有。

我的观点

我个人看代码比较偏重设计，一个东西是什么要看它是未什么而设计的。因此，我倾向于事件绑定不是异步操作。虽然它也是通过 event-loop 实现调用的，但是它的设计目录却和异步操作完全不一样。

其实，事件绑定在 js 中扮演着非常重要的角色，各个地方都会用到事件绑定的形式。例如 web 页面监控鼠标、键盘，以及 nodejs 中的 EventEmitter 应用非常广泛（特别是涉及到数据流时）。而事件绑定被应用到非常广泛，却没有发生像异步操作带来的程序逻辑问题，反而大家用的非常开心————这又一个两者不一样的例证。

如果你觉得我的观点有问题，也可以大胆提出自己的建议和意见，发表出来！说对说错都无所谓，也不会扣你落户积分，只要能自圆其说就是好的。

求打赏

如果你看完了，感觉还不错，欢迎给我打赏 ———— 以激励我更多输出优质内容

最后，github地址是 https://github.com/wangfupeng1988/js-async-tutorial 欢迎 star 和 pr

-------

学习作者教程：《前端JS高级面试》《前端JS基础面试题》《React.js模拟大众点评webapp》《zepto设计与源码分析》《json2.js源码解读》