js是一門單線程語(yǔ)言,單線程就意味著,所有任務(wù)需要排隊(duì),前一個(gè)任務(wù)結(jié)束,才會(huì)執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)。如果前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長(zhǎng),后一個(gè)任務(wù)就不得不一直等著。
如果排隊(duì)是因?yàn)橛?jì)算量大,CPU忙不過(guò)來(lái),倒也算了,但是很多時(shí)候CPU是閑著的,因?yàn)镮O設(shè)備(輸入輸出設(shè)備)很慢(比如Ajax操作從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)),不得不等著結(jié)果出來(lái),再往下執(zhí)行。
JavaScript語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者意識(shí)到,這時(shí)主線程完全可以不管IO設(shè)備,掛起處于等待中的任務(wù),先運(yùn)行排在后面的任務(wù)。等到IO設(shè)備返回了結(jié)果,再回過(guò)頭,把掛起的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行下去。
于是,所有任務(wù)可以分成兩種,一種是同步任務(wù)(synchronous),另一種是異步任務(wù)(asynchronous)。同步任務(wù)指的是,在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù),只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢,才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù);異步任務(wù)指的是,不進(jìn)入主線程、而進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"(task queue)的任務(wù),只有"任務(wù)隊(duì)列"通知主線程,某個(gè)異步任務(wù)可以執(zhí)行了,該任務(wù)才會(huì)進(jìn)入主線程執(zhí)行。
具體來(lái)說(shuō),異步執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下。(同步執(zhí)行也是如此,因?yàn)樗梢员灰暈闆](méi)有異步任務(wù)的異步執(zhí)行。)
(1)所有同步任務(wù)都在主線程上執(zhí)行,形成一個(gè)執(zhí)行棧(execution context stack)。
(2)主線程之外,還存在一個(gè)"任務(wù)隊(duì)列"(task queue)。只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果,就在"任務(wù)隊(duì)列"之中放置一個(gè)事件。
(3)一旦"執(zhí)行棧"中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢,系統(tǒng)就會(huì)讀取"任務(wù)隊(duì)列",看看里面有哪些事件。那些對(duì)應(yīng)的異步任務(wù),于是結(jié)束等待狀態(tài),進(jìn)入執(zhí)行棧,開(kāi)始執(zhí)行。
(4)主線程不斷重復(fù)上面的第三步。
"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)事件的隊(duì)列(也可以理解成消息的隊(duì)列),IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù),就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件,表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列",就是讀取里面有哪些事件。
"任務(wù)隊(duì)列"中的事件,除了IO設(shè)備的事件以外,還包括一些用戶產(chǎn)生的事件(比如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、頁(yè)面滾動(dòng)等等)。只要指定過(guò)回調(diào)函數(shù),這些事件發(fā)生時(shí)就會(huì)進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列",等待主線程讀取。
所謂"回調(diào)函數(shù)"(callback),就是那些會(huì)被主線程掛起來(lái)的代碼。異步任務(wù)必須指定回調(diào)函數(shù),當(dāng)主線程開(kāi)始執(zhí)行異步任務(wù),就是執(zhí)行對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。
"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排在前面的事件,優(yōu)先被主線程讀取。主線程的讀取過(guò)程基本上是自動(dòng)的,只要執(zhí)行棧一清空,"任務(wù)隊(duì)列"上第一位的事件就自動(dòng)進(jìn)入主線程。但是,由于存在后文提到的"定時(shí)器"功能,主線程首先要檢查一下執(zhí)行時(shí)間,某些事件只有到了規(guī)定的時(shí)間,才能返回主線程。