說起JS的異步執(zhí)行機制,如果百度一下,你首先會發(fā)現(xiàn)阮一峰的寫過一篇關于異步機制的文章(http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html),等你津津有味又一頭霧水的看完,然后繼續(xù)看百度的其他結果,然后會發(fā)現(xiàn),阮一峰的這篇被另一個大牛樸靈給批判了
(http://www.360doc.com/content/14/1011/13/15077656_416048738.shtml)。
由此可見,關于異步執(zhí)行機制到底是怎么回事,因為涉及到瀏覽器底層機制,所以不容易徹底了解清楚,就算是大牛阮一峰,也只是通過英文文獻來了解,而且一知半解。我的這篇文章只是試圖盡可能簡單的描述一下JS的異步執(zhí)行機制,坦白說,我現(xiàn)在并不能完全弄懂這個機制,所以也不能完全解釋清這個機制,所以,如果我寫的越嚴謹,就越容易出錯,我只能簡單但是較模糊的描述一下:
JS的運行環(huán)境是一個很復雜的環(huán)境,它里面有非常多的復雜的名詞事物,用簡單又不嚴謹?shù)恼f法來說,運行環(huán)境里至少有下面這些事物:
- 堆 (Heap):存放變量、對象、函數(shù)等。簡單地說,堆跟咱們這個異步機制主題相關度不大,當然實際上肯定有關聯(lián)。
- 事件隊列 (Event Queue):可能跟所謂“任務隊列” (Task Queue) 指代同一個事物,它是一個列表,這個列表就是即將被執(zhí)行的任務的列表,它負責給任務排序。事件隊列不止一個,是有多個,比如輸入事件有一個自己的隊列,定時器有一個自己的隊列,所有回調函數(shù)也有一個自己的隊列,等等,然后這些隊列又有優(yōu)先級,某個隊列的優(yōu)先級注定高,比如輸入事件,因為從用戶感受來說,用戶的輸入如果優(yōu)先級不高,用戶會覺得瀏覽器響應慢,會覺得“卡”,甚至可能會把鍵盤或者電腦砸了,后果很嚴重。。。所以必須是第一優(yōu)先級的,然后另有一些隊列優(yōu)先級低,比如回調函數(shù)隊列。最終,這些隊列會形成一個總隊列,而且,這個總隊列隨時會變化,再而且,也是因為優(yōu)先級的關系,經常會有插隊的事情發(fā)生。
可以這樣理解一下:
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以上代表總隊列,分為若干個子隊列,每一個子隊列如果有新任務,也只會加到自己的隊列的末尾,而不會加到總隊列的末尾。有一個執(zhí)行器會挨個執(zhí)行總隊列里的任務。 - 棧 (stack):它負責根據(jù)事件隊列來執(zhí)行任務,就是說,進來一個任務,然后執(zhí)行,然后扔出去。棧相當于流水線上的干活的操作臂。(此處存疑,棧應該是某種存儲空間,為何成了執(zhí)行者?似乎執(zhí)行者應該是主線程的某個事物。)
- 事件循環(huán) (Event Loop):事件循環(huán)是事件隊列和棧的關聯(lián)的橋梁,它做的事情是:如果??樟耍录犃羞€沒空,那么事件循環(huán)就從事件隊列拿出來一個任務,扔給棧。事件循環(huán)相當于一個有眼睛的機械臂,它看到棧空了,事件隊列還有任務,就把任務的第一個抓出來扔給棧,它自己就完事了。
- 主線程:JS是單線程的沒錯,但這只是說JS引擎是單缸驅動的,但是一臺車肯定不是只有發(fā)動機就能在路上跑,發(fā)動機還需要別的部件協(xié)助它才行。在咱們這,別的部件就是指HTTP線程、I/O線程、GUI線程等等,這些線程由瀏覽器提供,跟JS的線程是兩回事了。JS的線程咱們稱為主線程。那么主線程跟上面這些名詞是什么關系呢?尤其是跟棧是什么關系呢?棧肯定是主線程的一個組成部分,任務隊列似乎不是主線程的組成部分。事件循環(huán)跟主線程的關系我不明朗,也可能事件循環(huán)只是一個動詞,而不是名詞。上面幾個名詞解釋的正確性我不確定,請先這么理解吧。
有一個國外的web app,專門用來講解異步事件的門道Loupe,這個更接近真實情況。為什么我不講解這個?因為更復雜了,我們并不打算研究瀏覽器的底層,不是么?
然后說一下任務隊列里的任務。所有任務可以分成兩種,一種是同步任務(synchronous),另一種是異步任務(asynchronous)。同步任務指的是,靠主線程自己就可以執(zhí)行完成的任務;異步任務指的是,主線程執(zhí)行開始之后,需要靠主線程之外的線程才能完成的任務。由主線程決定是否要動用其他線程。以下內容,不再提棧,只說主線程。
現(xiàn)在說重點:
異步任務的執(zhí)行機制是:
當主線程遇到一個異步任務,比如一個ajax請求,當主線程執(zhí)行到xhr.send()的時候,這個send命令是立即執(zhí)行的,并不會像一些人想象的,拖到所有同步任務的最后面。然后主線程向http線程發(fā)送指令,要求http線程向服務器發(fā)送請求。這里強調一下http線程,顯然它不是主線程的一部分,因為它可以并發(fā),如果你有100個ajax請求,每個都需要1秒鐘,是不是http線程要花100秒呢?并不是,它會并發(fā)100個請求,總共耗時大約1.01秒就完成了。
主線程向以http線程為代表的幾個線程發(fā)送指令之后,主線程就暫時不再管這個ajax任務了,而是去看任務隊列里的下一個任務。
http線程發(fā)送了請求之后接收反饋,收到之后,形成一個新的事件(可以叫做“我收到啦!”事件),然后插入到回調函數(shù)隊列中,因為回調函數(shù)隊列的優(yōu)先級很低,所以會排到總隊列的最后面,其結果就是:主線程把同步任務都完成了,才開始執(zhí)行異步事件的回調。注意,并不是異步任務在全體同步任務結束之后才開始,而是異步任務的回調通常在全體同步任務結束之后才開始!異步任務跟異步任務的回調是兩回事!是兩個任務!一個鮮明的例子就是setTimeout(fn, 1000),計時是從主線程遇到setTimeout()任務,然后分配給計時器線程,計時器線程開始干活的時候就開始計時了!只不過要1秒之后fn才執(zhí)行!setTimeout()和fn是兩個任務!setTimeout()是立即執(zhí)行,fn才是1秒之后執(zhí)行。但是setTimeout()的執(zhí)行,人眼是感受不到的,因為并沒有什么地方有一個秒表告訴你setTimeout()開始執(zhí)行了;而fn的執(zhí)行,人眼能感受到,所以人們會錯誤的以為fn才是異步任務,其實fn并不是,fn是個回調任務,往往fn是同步任務,比如fn可能是console.log(123),這怎么會是異步任務。
所以,異步機制是瀏覽器的兩個或以上常駐線程共同完成的,異步請求是JS主線程和其他某個線程共同完成的,JS的執(zhí)行線程發(fā)起異步請求(這時瀏覽器會開一條新的HTTP請求線程來執(zhí)行請求,這時JS自己的任務已完成,繼續(xù)執(zhí)行線程隊列中剩下的其他任務),然后在未來的某一時刻"任務隊列"線程監(jiān)視到之前的發(fā)起的HTTP請求已完成,"任務隊列"就會把完成事件插入到JS執(zhí)行隊列的尾部等待JS處理。
最后專門說說定時觸發(fā)(settimeout和setinterval)。
定時觸發(fā)是由瀏覽器的定時器線程執(zhí)行的定時計數(shù),然后在定時時間到達之后,定時器線程把定時處理函數(shù)的執(zhí)行請求插入到JS回調隊列的尾端。
setTimeout(function() {
alert(1);
}, 100);
sometask; // 是個同步任務,假設耗時1000毫秒
這個1到底是100毫秒之后彈出,還是1000毫秒(或更多時間)后彈出呢?又或是1100毫秒之后彈出?
答案是,1000毫秒多一點點之后彈出。
原因:瀏覽器會先執(zhí)行setTimeout,也就是開始計時,然后開始執(zhí)行sometask,執(zhí)行了1000毫秒,然后去回調隊列里看回調任務,alert(1);早就恭候了,因為定時100毫秒之后alert(1)就可以執(zhí)行了。所以,等1000毫秒的任務完成,1就會立即彈出,所以答案是1000毫秒多一點點之后彈出。
所以用這兩個函數(shù)的時候,實際的執(zhí)行時間是大于或等于指定時間的,不保證能準確定時的。
最后強調一下setInterval。比如我希望每100毫秒打印一個1。然后,又有極端情況,就是sometask耗時1000毫秒。你以為sometask結束之后會打出10個1么?并不會,只會打出1個1,因為setInterval第一次讀秒結束之后,回調隊列出現(xiàn)了一個alert(1),根據(jù)之前的理論,并不會執(zhí)行。又過了100毫秒之后,計時器線程會去觀察回調隊列是不是已經有了alert(1),如果有,就不再往回調隊列里加alert(1),目的就是為了避免回調疊加執(zhí)行。
總之,你需要記住,異步任務就是主線程在任務隊列里看到了這個任務,看了一眼之后就然后安排別的線程幫忙,然后主線程就忙別的去了,別的線程幫忙完事之后,再在隊列末尾放一個新任務叫“幫忙完畢”,到此異步任務本身就完事。主任務看到“幫忙完畢”任務之后,就去執(zhí)行回調,回調執(zhí)行完,這個異步任務連同回調就全都完事。然后,如果并沒有回調。。。沒有就沒有唄。