JS本身是一门单线程的语言，所以在执行一些需要等待的任务(eg.等待服务器响应，等待用户输入等)时就会阻塞其他代码。如果在浏览器中JS线程阻塞了，浏览器可能会失去响应，从而造成不好的用户体验。幸运的是JS语言本身和其运行的环境(浏览器，Node)都提供了一些解决方案让JS可以“异步”起来，在此梳理一下相关的知识点，如果你读完之后有所收获，那更是极好的。
Event Loop
JS中每个函数都伴有一个自身的作用域(execution context)，这个作用域包含函数的一些信息(eg.参数，局部变量等)，在函数被调用时，函数的作用域对象被推入执行栈(execution context stack),执行完毕后出栈。当执行一些异步任务时，JS仅调用相应的API并不去等待任务结果而是继续执行后续代码，这些异步任务被浏览器或者Node交由其他线程执行(eg.定时器线程、http请求线程、DOM事件线程等)，完成之后这些异步任务的回调函数会被推入相应的队列中，直到执行栈为空时，这些回调函数才会被依次执行。
举个例子：
function main() {
console.log('A)
setTimeout(function display() {
console.log('B')
}, 0)
console.log('C')
}
main()
以上代码在Event Loop中的执行过程如下：
类似于setTimeout这样的任务还有：setInterval, setImmediate, 响应用户操作的事件(eg. click, input等), 响应网络请求(eg. ajax的onload，image的onload等)，数据库操作等等。这些操作有一个统一的名字：task，所以上图中的message queue其实是task queue，因为还存在一些像：Promise，process.nextTick, MutationObserver之类的任务，这些任务叫做microtask，microtask会在代码执行过程中被推入microtask queue而不是task queue，microtask queue中的任务同样也需要等待执行栈为空时依次执行。
一个task中可能会产生microtask和新的task，其中产生的microtask会在本次task结束后，即执行栈为空时执行，而新的task则会在render之后执行。microtask中也有可能会产生新的microtask，会进入microtask queue尾部，并在本次render前执行。
这样的流程是有它存在原因的，这里仅仅谈下我个人的理解，如有错误，还请指出： 浏览器中除了JS引擎线程，还存在GUI渲染线程，用以解析HTML, CSS, 构建DOM树等工作，然而这两个线程是互斥的，只有在JS引擎线程空闲时，GUI渲染线程才有可能执行。在两个task之间，JS引擎空闲，此时如果GUI渲染队列不为空，浏览器就会切换至GUI渲染线程进行render工作。而microtask会在render之前执行，旨在以类似同步的方式(尽可能快地)执行异步任务，所以microtask执行时间过长就会阻塞页面的渲染。
setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame
上文提到setTimeout，setInterval都属于task，所以即便设置间隔为0：
setTimeout(function display() {
console.log('B')
}, 0)
回调也会异步执行。
setTimeout，setInterval常被用于编写JS动画，比如：
// setInterval
function draw() {
// ...some draw code
}
var intervalTimer = setInterval(draw, 500)
// setTimeout
var timeoutTimer = null
function move() {
// ...some move code
timeoutTimer = setTimeout(move, 500)
}
move()
这其实是存在一定的问题的：
-
从event loop的角度分析：setInterval的两次回调之间的间隔是不确定的，取决于回调中的代码的执行时间；
-
从性能的角度分析：无论是setInterval还是setTimeout都“无法感知浏览器当前的工作状态”，比如当前页面为隐藏tab，或者设置动画的元素不在当前viewport，setInterval & setTimeout仍会照常执行，实际是没有必要的，虽然某些浏览器像Chrome会优化这种情况，但不能保证所有的浏览器都会有优化措施。再比如多个元素同时执行不同的动画，可能会造成不必要的重绘，其实页面只需要重绘一次即可。
在这种背景下，Mozilla提出了requestAnimationFrame，后被Webkit优化并采用，requestAnimationFrame为编写JS动画提供了原生API。
function draw() {
// ...some draw code
requestAnimationFrame(draw)
}
draw()
requestAnimationFrame为JS动画做了一些优化：
- 大多数屏幕的最高帧率是60fps，requestAnimationFrame默认会尽可能地达到这一帧率
- 元素不在当前viewport时，requestAnimationFrame会极大地限制动画的帧率以节约系统资源
- 使用requestAnimationFrame定义多个同时段的动画，页面只会产生一次重绘。
当然requestAnimationFrame存在一定的兼容性问题，具体可参考 can i use。
Promise
fs.readdir(source, function (err, files) {
if (err) {
console.log('Error finding files: ' + err)
} else {
files.forEach(function (filename, fileIndex) {
console.log(filename)
gm(source + filename).size(function (err, values) {
if (err) {
console.log('Error identifying file size: ' + err)
} else {
console.log(filename + ' : ' + values)
aspect = (values.width / values.height)
widths.forEach(function (width, widthIndex) {
height = Math.round(width / aspect)
console.log('resizing ' + filename + 'to ' + height + 'x' + height)
this.resize(width, height).write(dest + 'w' + width + '_' + filename, function(err) {
if (err) console.log('Error writing file: ' + err)
})
}.bind(this))
}
})
})
}
})
假设最初学JS时我看到的是上面的代码，我一定不会想写前端。这就是所谓的“callback hell”，而Promise把回调函数的嵌套逻辑替换成了符合正常人思维习惯的线性逻辑。
function fetchSomething() {
return new Promise(function(resolved) {
if (success) {
resolved(res);
}
});
}
fetchSomething().then(function(res) {
console.log(res);
return fetchSomething();
}).then(function(res) {
console.log('duplicate res');
return 'done';
}).then(function(tip) {
console.log(tip);
})
async await
async await是ES2017引入的两个关键字，旨在让开发者更方便地编写异步代码，可是往往能看到类似这样的代码：
async function orderFood() {
const pizzaData = await getPizzaData() // async call
const drinkData = await getDrinkData() // async call
const chosenPizza = choosePizza() // sync call
const chosenDrink = chooseDrink() // sync call
await addPizzaToCart(chosenPizza) // async call
await addDrinkToCart(chosenDrink) // async call
orderItems() // async call
}
Promise的引入让我们脱离了“callback hell”，可是对async函数的错误用法又让我们陷入了“async hell”。
这里其实getPizzaData和getDrinkData是没有关联的，而await关键字使得必须在getPizzaData resolve之后才能执行getDrinkData的动作，这显然是冗余的，包括addPizzaToCart和addDrinkToCart也是一样，影响了系统的性能。所以在写async函数时，应该清楚哪些代码是相互依赖的，把这些代码单独抽成async函数，另外Promise在声明时就已经执行，提前执行这些抽出来的async函数，再await其结果就能避免“async hell”，或者也可以用Promise.all()：
async function selectPizza() {
const pizzaData = await getPizzaData() // async call
const chosenPizza = choosePizza() // sync call
await addPizzaToCart(chosenPizza) // async call
}
async function selectDrink() {
const drinkData = await getDrinkData() // async call
const chosenDrink = chooseDrink() // sync call
await addDrinkToCart(chosenDrink) // async call
}
// return promise early
async function orderFood() {
const pizzaPromise = selectPizza()
const drinkPromise = selectDrink()
await pizzaPromise
await drinkPromise
orderItems() // async call
}
// or promise.all()
Promise.all([selectPizza(), selectDrink()]).then(orderItems) // async call
