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关于JavaScript
JavaScript是单线程语言(核心),所以一切JavaScript多线程都是用单线程模拟出来的
JavaScript单线程与他的用途有关,JavaScript是浏览器脚本语言,主要用途是与用户互动以及操作dom,决定了它只能是单线程
为了利用多核CPU的计算能力,HTML5提出Web Worker标准,允许JavaScript脚本创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作DOM。所以,这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质。
任务队列
单线程只能每次执行一个任务,所有任务都需要排队,前一个任务执行完,另一个任务才能执行,如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不等着。像 io输入、网络请求耗时很长,CPU空闲时间很长,需要等到返回结果才能继续执行,浪费了CPU 。
因此任务分为两种:同步、异步,
同步任务是直接在主线程排队执行的任务,前一个任务执行完才能执行后一个任务
异步任务是指进入任务队列的任务,只有异步任务返回结果通知主线程,该任务才会在下次事件循环中进入主线程执行。
- 所有同步任务在主线程上排队执行,形成一个执行栈
- 主线程之外存在一个任务队列,异步任务有了结果,就在任务队列放一个事件
- 执行栈中同步任务执行完,会读取任务队列,取最先进入队列的一个事件 结束等待状态,进入主线程,开始执行
- 主线程重复上述三步
事件和回调函数
任务队列是一个事件队列,io设备完成任务会向任务队列添加事件、一些用户产生的事件(鼠标点击、滚动页面)只要指定回调函数 事件发生时会进入任务队列,等待主线程读取。
回调函数是会被主线程挂起的代码,异步任务必须指定回调函数,当主线程开始执行异步任务,就是执行对应的回调函数。
任务对列 是先进先出的数据结构排在前面的事件,优先被主线程读取,执行栈一清空,任务队列的第一位事件就自动进入主线程。(主线程首先检查执行时间,某些事件只有到了规定时间,才能返回主线程)
Event Loop
主线程从任务队列读取事件,这个过程是循环不断地,所以这种运行机制又称为事件循环。
主线程运行时,产生堆栈,栈中代码调用各种外部api,在任务队列加入各种事件,栈中同步代码执行完毕,主线程去读取任务队列,依次执行那些事件对应的回调函数。
执行栈中先执行,执行完毕读取任务队列。
定时器
指定某些代码在多少时间之后执行
定时器功能主要由setTimeout 和 setInterval两个函数来完成,他们的内部作用机制完全一致,区别在于前者指定的代码是一次性执行,后者则执行多次
setTimeout()接受两个参数,第一个是回调函数,第二个是推迟执行的毫秒数
setTimeout(()=>{},1000)
setTimeout(fn,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。它在"任务队列"的尾部添加一个事件,因此要等到同步任务和"任务队列"现有的事件都处理完,才会得到执行。setTimeout不能保证回调函数在指定时间执行,因为执行栈执行完才会去执行指定的回调函数。
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。另外,对于那些DOM的变动(尤其
是涉及页面重新渲染的部分),通常不会立即执行,而是每16毫秒执行一次。这时使用
requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。
深入事件循环、定时器、事件
事件循环不仅仅包含事件队列,而是具有至少两个队列,除了事件,还要保持浏览器执行的其他操作,这些操作被称为任务,分为两类:宏任务和微任务。
宏任务:创建主文档对象、解析html、执行主线js代码,更改当前URL以及各种事件(页面加载、输入、网络事件、定时器事件)。从浏览器角度看,宏任务代表一个个离散的、独立工作单元,运行完宏任务之后,浏览器可以继续其他调度,如重新渲染页面ui或执行垃圾回收。
微任务:更小的任务 包括 promise回调函数、dom发生变化。微任务更新应用程序的状态,但必须在浏览器任务继续执行其他任务之前执行,浏览器任务包括重新渲染页面的UI。微任务要尽可能快的、通过异步方式执行、同时不能产生新的微任务,微任务使我们能够在重新渲染UI之前执行指定的行为,避免不必要的UI重绘,UI重绘会使应用程序的状态不连续。
事件循环两个原则:
一次处理一个任务
一个任务开始后直到运行完成,不会被其他任务中断。
- 两类任务队列都是独立于事件循环的,任务队列的添加行为发生在事件循环之外(如果不这样设计,会导致在执行JavaScript代码时,发生的任何事件都将被忽略,因此检测和添加任务的行为都是独立于事件循环完成的)
- JavaScript是单线程,这两类任务都是逐个执行的,一个任务执行开始后,完成前不会被任何其他任务中断,除非浏览器决定中止该任务,例如某任务执行时间过长或内存占用过大
- 微任务队列中所有微任务都会在下一次渲染之前执行完成,因为他们的目标是在渲染前更新应用程序状态
- 浏览器通常会尝试每秒渲染60次页面,浏览器会尝试在16ms内渲染一帧,若想实现流畅的应用,单个任务和该任务附属的所有微任务,都应该在16ms内完成。