JavaScript的单线程性质以及定时器的工作原理
前些日子还在网上争论过js动画用setTimeout还是setInterval,个人偏向于setTimeout,当动画中牵扯到ajax时用setInterval会有时间偏差,出现一些问题即使用clearInterval也失效。ok,从基础层面上,对于动画我们要先了解定时器和js的单线程。关于定时器我推荐 How JavaScript Timers Work ,这篇文章讲解的有深度,你会对定时器和单线程有个深入了解。我们来看下这个文章吧~~
var id = setTimeout(fn, delay); - 在delay时间间隔之后,执行函数fn。该函数返回一个唯一的标志ID(Number类型),我们可以使用它来取消计时器,clearTimeout(id)。
var id = setInterval(fn, delay); - 每隔delay时间间隔,执行一次函数fn,直到计时器被取消,clearInterval(id)。
为了理解计时器的内在执行原理,有一个重要的概念需要加以探讨:计时器的延迟(delay)是无法得到保障的。由于所有JavaScript代码是在一个线程里执行的,所有异步事件(例如,鼠标点击和计时器)只有拥有执行机会时才会执行。用一个很好的图表加以说明:
这是一个一维的图标:垂直方向表示时间,蓝色的区块表示JavaScript代码执行快。例如第一个JavaScript代码执行块需要大约18ms,鼠标点击所触发的代码执行块需要11ms,等等。
由于JavaScript单线程的性质,JavaScript引擎同一时间只执行一条代码,所以每一个JavaScript代码执行块会“阻塞”其它异步事件的执行。这就意味着当一个异步事件发生(例如,鼠标点击,计时器被触发,或者Ajax异步请求)后,这些事件的回调函数将排在执行队列的最后等待执行(实际上,排队的方式根据浏览器的不同而不同,所以这里图只是一个简化);
从第一个JavaScript执行块开始研究,在第一个执行块中两个计时器被初始化:一个10ms的setTimeout()和一个10ms的setInterval()。依据何时何地计时器被初始化(计时器初始化完毕后就会开始计时),计时器实际上会在第一个代码块执行完毕前被触发。但是,计时器上绑定的函数不会立即执行(不被立即执行的原因是JavaScript是单线程的)。实际上,被延迟的函数将依次排在执行队列的最后,等待下一次恰当的时间再执行。
此外,在第一个JavaScript执行块中我们看到了一个“鼠标点击”事件发生了。一个JavaScript回调函数绑定在这个异步事件上了(我们从来不知道用户什么时候执行这个(点击)事件,因此认为它是异步的),这个函数不会被立即执行,和上面的计时器一样,它将排在执行队列的最后,等待下一次恰当的时候执行。
当第一个JavaScript执行块执行完毕后,浏览器会立即问一个问题:哪个函数(语句)在等待被执行?在这时,一个“鼠标点击事件处理函数”和一个“计时器回调函数”都在等待执行。浏览器会选择一个(实际上选择了“鼠标点击事件的处理函数”,因为由图可知它是先进队的)立即执行。而“计时器回调函数”将等待下次适合的时间执行。
注意,当“鼠标点击事件处理函数”执行的时候,setInterval的回调函数第一次被触发了。和setTimeout的回调函数一样,它将排到执行队列的最后等待执行。但是,一定要注意这一点:当setInterval回调函数第二次被触发时(此时setTimeout函数仍在执行)setInterval的第一次触发将被抛弃掉。当一个很长的代码块在执行时,可能把所有的setInterval回调函数都排在执行队列的后面,代码块执行完之后,结果便会是一大串的setInterval回调函数等待执行,并且这些函数之间没有间隔,直到全部完成。所以,浏览器倾向于的当没有更多interval的处理函数在排队时再将下一个处理函数排到队尾(这是由于间隔的问题)。
我们能够发现,当第三个setInterval回调函数被触发时,之前的setInterval回调函数仍在执行。这就说明了一个很重要的事实:setInterval不会考虑当前正在执行什么,而把所有的堵塞的函数排到队列尾部。这意味着两次setInterval回调函数之间的时间间隔会被牺牲掉(缩减)。注意这点很重要,这就是为什么动画突然不停的执行,然后又正常时间间隔执行了。
最后,当第二个setInterval回调函数执行完毕后,我们可以看到没有任何程序等待JavaScript引擎执行了。这就意味着浏览器现在在等待一个新的异步事件的发生。在50ms时一个新的setInterval回调函数再次被触发,这时,没有任何的执行块阻塞它的执行了。所以它会立刻被执行。
举个例子来说明setTimeout和setInterval的区别。
setTimeout(function(){ /* Some long block of code... */ setTimeout(arguments.callee, 10); }, 10); setInterval(function(){ /* Some long block of code... */ }, 10);
这两句代码乍一看没什么差别,但是它们是不同的。setTimeout回调函数的执行和上一次执行之间的间隔至少有10ms(可能会更多,但不会少于10ms),而setInterval的回调函数将尝试每隔10ms执行一次,不论上次是否执行完毕。
在这里我们学到了很多知识,总结一下:
- JavaScript引擎是单线程的,强制所有的异步事件排队等待执行
setTimeout
和setInterval
在执行异步代码的时候有着根本的不同- 如果一个计时器被阻塞而不能立即执行,它将延迟执行直到下一次可能执行的时间点才被执行(比期望的时间间隔要长些)
- 如果
setInterval
回调函数的执行时间将足够长(比指定的时间间隔长),它们将连续执行并且彼此之间没有时间间隔。
上述这些知识点都是非常重要的。了解了JavaScript引擎是如何工作的,尤其是大量的异步事件(连续)发生时,才能为构建高级应用程序打好基础。