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qianguyihao 4b2ef2d764 add: 单线程和异步

2021-05-17 16:58:16 +08:00

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单线程

JavaScript 的执行环境是单线程。即同一时间，只能处理一个任务。

具体来说，所谓单线程，是指 JS 引擎中负责解释和执行 JavaScript 代码的线程只有一个，也就是一次只能完成一项任务，这个任务执行完后才能执行下一个。所有的任务都需要排队。

JS 为何要被设计为单线程呢？原因如下：

首先是历史原因，在最初设计 JS 这门语言时，多进程、多线程的架构并不流行，硬件支持并不好。
其次是因为多线程的复杂性，多线程操作需要加锁，编码的复杂性会增高。
而且，如果多个线程同时操作同一个 DOM，在多线程不加锁的情况下，会产生冲突，最终会导致 DOM 渲染的结果不符预期。

所以，为了避免这些复杂问题的出现，JS 被设计成了单线程语言。

同步任务和异步任务

如果当前正在执行的任务很耗时，它就会阻塞其他正在排队的任务。为了解决这个问题，JS 在设计之初，将任务分成了两类：同步任务、异步任务。

同步任务：在主线程上排队执行的任务。只有前一个任务执行完毕，才能执行下一个任务。
异步任务：不进入主线程、而是进入任务队列（Event 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。

console.log('同步任务');

setTimeout(() => {
    console.log('异步任务');
}, 1000);

比如上面的代码里：第一行代码是同步任务，会立即执行；定时器里的回调函数是异步任务，需要等 1 秒后才会执行。

前端使用异步的场景

什么时候需要等待，就什么时候用异步。

定时任务：setTimeout（定时炸弹）、setInterval（循环执行）
事件绑定（比如说，按钮绑定点击事件之后，用户爱点不点。我们不可能卡在按钮那里，什么都不做。所以，应该用异步）
网络请求：ajax 请求、网络图片加载
ES6 中的 Promise

现在的大部分软件项目，都是前后端分离的。前端发送 ajax 请求，向后端请求数据，然后等待一段时间后，才能拿到数据。这个请求过程就是异步任务。

接口调用的方式

js 中常见的接口调用方式，有以下几种：

原生 ajax、基于 jQuery 的 ajax
Promise
Fetch
axios

下一篇文章，我们重点讲一下接口调用里的Promise。

多次异步调用的顺序

多次异步调用的结果，顺序可能不同步。
异步调用的结果如果存在依赖，则需要通过回调函数进行嵌套。

事件循环机制（重要）

执行顺序如下：

同步任务：进入主线程后，立即执行。
异步任务：会先进入 Event Table；等时间到了之后，再进入 Event Queue，然后排队（为什么要排队？因为同一时间，JS 只能执行一个任务）。比如说，setTimeout(()=> {}, 1000)这种定时器任务，需要等一秒之后再进入 Event Queue。
当主线程的任务执行完毕之后，此时主线程处于空闲状态，于是会去读取 Event Queue 中的任务队列，如果有任务，则进入到主线程去执行。

代码示例

掌握了上面的事件循环原理之后，我们来看几个例子。

举例 1

console.log(1);

setTimeout(() => {
    console.log(2);
}, 1000);
console.log(3);
console.log(4);

打印结果：

解释：先等同步任务执行完成后，再执行异步任务。

举例 2（重要）

如果我把上面的等待时间，从 1 秒改成 0 秒，你看看打印结果会是什么。

console.log(1);

setTimeout(() => {
    console.log(2);
}, 0);
console.log(3);
console.log(4);

打印结果：

可以看到，打印结果没有任何变化，这个题目在面试中经常出现，考的就是 setTimeout(()=> {}, 0)会在什么时候执行。这就需要我们了解同步任务、异步任务的执行顺序，即前面讲到的事件循环机制。

解释：先等同步任务执行完成后，再执行异步任务。

同理，我们再来看看下面这段伪代码：

setTimeout(() => {
    console.log('异步任务');
}, 2000);

// 伪代码
sleep(5000); //表示很耗时的同步任务

上面的代码中，异步任务不是2秒之后执行，而是等耗时的同步任务执行完毕之后，才执行。那这个异步任务，是在5秒后执行？还是在7秒后执行？这个作业，留给读者你来思考~

举例 3（较真系列）

setTimeout(() => {
    console.log('异步任务');
}, 1000);

上面的代码中，等到 1 秒之后，真的会执行异步任务吗？其实不是。

在浏览器中， setTimeout()/ setInterval() 的每调用一次定时器的最小时间间隔是4ms，这通常是由于函数嵌套导致（嵌套层级达到一定深度），或者是由于已经执行的setInterval的回调函数阻塞导致的。

上面的案例中，异步任务需要等待1004毫秒之后，才会从 Event Table 进入到 Event Queue。这在面试中也经常被问到。

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