JavaScript运行机制-原创手记-慕课网

一、引子

本文介绍JavaScript运行机制，这一部分比较抽象，我们先从一道面试题入手：


console.log(1);

setTimeout(function(){

console.log(3);

},0);

console.log(2);

请问数字打印顺序是什么？

这一题看似很简单，但如果你不了解JavaScript运行机制，很容易就答错了。题目的答案是依次输出1 2 3，如果你有疑惑，下文有详细解释。

二、理解JS的单线程的概念

JavaScript语言的一大特点就是单线程，也就是说，同一个时间只能做一件事。那么，为什么JavaScript不能有多个线程呢？这样能提高效率啊。

JavaScript的单线程，与它的用途有关。作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

所以，为了避免复杂性，从一诞生，JavaScript就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，将来也不会改变。

三、理解任务队列(消息队列)

单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。JavaScript语言的设计者意识到这个问题，将所有任务分成两种，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。接下来我们通过两个例子说明同步任务和异步任务的区别：


console.log("A");

while(true){ }

console.log("B");

请问最后的输出结果是什么？

如果你的回答是A,恭喜你答对了，因为这是同步任务，程序由上到下执行，遇到while()死循环，下面语句就没办法执行。


console.log("A");

setTimeout(function(){

console.log("B");

},0);

while(true){}

请问最后的输出结果是什么？

如果你的答案是A，恭喜你现在对js运行机制已经有个粗浅的认识了！题目中的setTimeout()就是个异步任务。在所有同步任务执行完之前，任何的异步任务是不会执行的，关于这点下文还会详细说明。

四、理解Event Loop

异步执行的运行机制如下：

所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。
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。
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。
主线程不断重复上面的第三步。

主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。只要主线程空了，就会去读取"任务队列"，这就是JavaScript的运行机制。这个过程会循环反复。以下这张图可以很好说明这点。

五、哪些语句会放入异步任务队列及放入时机

一般来说，有以下四种会放入异步任务队列：

setTimeout和setlnterval
DOM事件
ES6中的Promise
Ajax异步请求

javascript 代码运行分两个阶段：

1、预解析---把所有的函数定义提前，所有的变量声明提前，变量的赋值不提前

2、执行---从上到下执行（按照js运行机制）

至于放入异步任务队列的时机，我们通过 setTimeout的例子和Ajax例子来详细说明：


例题1

for (var i = 0; i < 5; i++) {

setTimeout(function() {  

 console.log(i);  

  }, 1000);

}

请问最后的输出结果是什么？

for循环一次碰到一个 setTimeout()，并不是马上把setTimeout()拿到异步队列中，而要等到一秒后，才将其放到任务队列里面，一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕（即for循环结束，此时i已经为5），系统就会读取已经存放"任务队列"的setTimeout()（有五个），于是答案是输出5个5。

回到文章开头那道题中的setTimeout(function(){},0)的含义，是指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行，也就是说，尽可能早得执行。HTML5标准规定了setTimeout()的第二个参数的最小值（最短间隔），不得低于4毫秒，如果低于这个值，就会自动增加。在此之前，老版本的浏览器都将最短间隔设为10毫秒。也就是说至少需要4毫秒，该setTimeout()拿到任务队列中。


例题2

$.ajax({

url：“xxxxx"，

success:function (result){

console.log("a"）

   }

})

setTimeout(function（）{

console.log("b"）

},100)

setTimeout(function（）{

console.log("c"）

})

console.log("d");

Event Loop

ajax加载完成时才会放入异步队列，至于这段时间不确定，所有有两种情况：①大于100ms,最后的结果是 d c b a ;②小于100ms,最后的结果便是d c a b。

六、题外话

如果要输出0~4，上面例题应该如何修改？

将var变为let


for (let i = 0; i < 5; i++) {

setTimeout(function() {  

  console.log(i);

  }, 1000);

}

2.加个立即执行函数


for (var i = 0; i < 5; i++) {

(function(i){

setTimeout(function() {  

  console.log(i);

  }, 1000);

})(i)

}

3.也可以通过这样加闭包


for(var i = 1;i < 5;i++){  

  var a = function(){  

      var j = i;    

    setTimeout(function(){  

          console.log(j);  

      },1000)  

  }    

a();

}

七、参考资料

JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop

JavaScript运行机制原创