JavaScript 逐点突破之单线程与异步，作为前端必知必会，真题解析

用户33914928060
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总结:

  • 函数式编程其实是一种编程思想，它追求更细的粒度，将应用拆分成一组组极小的单元函数，组合调用操作数据流；

  • 它提倡着 纯函数 / 函数复合 / 数据不可变， 谨慎对待函数内的 状态共享 / 依赖外部 / 副作用；

Tips:

其实我们很难也不需要在面试过程中去完美地阐述出整套思想，这里也只是浅尝辄止，一些个人理解而已。博主也是初级小菜鸟，停留在表面而已，只求对大家能有所帮助，轻喷🤣；

我个人觉得: 这些编程范式之间，其实并不矛盾，各有各的 优劣势。

理解和学习它们的理念与优势，合理地 设计融合，将优秀的软件编程思想用于提升我们应用；

所有设计思想，最终的目标一定是使我们的应用更加 解耦颗粒化、易拓展、易测试、高复用，开发更为高效和安全；

开源分享：docs.qq.com/doc/DSmRnRG…

它主要包括以下进程：

  • Browser 进程：浏览器的主进程，唯一，负责创建和销毁其它进程、网络资源的下载与管理、浏览器界面的展示、前进后退等。

  • GPU 进程：用于 3D 绘制等，最多一个。

  • 第三方插件进程：每种类型的插件对应一个进程，仅当使用该插件时才创建。

  • 浏览器渲染进程（浏览器内核）：内部是多线程的，每打开一个新网页就会创建一个进程，主要用于页面渲染，脚本执行，事件处理等。

2. 渲染进程（浏览器内核）

浏览器的渲染进程是多线程的，页面的渲染，JavaScript 的执行，事件的循环，都在这个进程内进行：

  • GUI 渲染线程：负责渲染浏览器界面，当界面需要重绘（Repaint）或由于某种操作引发回流(Reflow)时，该线程就会执行。

  • JavaScript 引擎线程：也称为 JavaScript 内核，负责处理 Javascript 脚本程序、解析 Javascript 脚本、运行代码等。（例如 V8 引擎）

  • 事件触发线程：用来控制浏览器事件循环，注意这不归 JavaScript 引擎线程管，当事件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待 JavaScript 引擎的处理。

  • 定时触发器线程：传说中的 setInterval 与 setTimeout 所在线程，注意，W3C 在 HTML 标准中规定，规定要求 setTimeout 中低于 4ms 的时间间隔算为 4ms 。

  • 异步 http 请求线程：在 XMLHttpRequest 连接后通过浏览器新开一个线程请求，将检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中。再由 JavaScript 引擎执行。

注意，GUI 渲染线程与 JavaScript 引擎线程是互斥的，当 JavaScript 引擎执行时 GUI 线程会被挂起（相当于被冻结了），GUI 更新会被保存在一个队列中等到 JavaScript 引擎空闲时立即被执行。所以如果 JavaScript 执行的时间过长，这样就会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞。

二、单线程的 JavaScript

所谓单线程，是指在 JavaScript 引擎中负责解释和执行 JavaScript 代码的线程唯一，同一时间上只能执行一件任务。

问题：首先为什么要引入单线程喃？

我们知道：

  • 浏览器需要渲染 DOM

  • JavaScript 可以修改 DOM 结构

  • JavaScript 执行时，浏览器 DOM 渲染停止

如果 JavaScript 引擎线程不是单线程的，那么可以同时执行多段 JavaScript，如果这多段 JavaScript 都修改 DOM，那么就会出现 DOM 冲突。

你可能会说，web worker 就支持多线程，但是 web worker 不能访问 window 对象，document 对象等。

原因：避免 DOM 渲染的冲突

当然，我们可以为浏览器引入锁 的机制来解决这些冲突，但其大大提高了复杂性，所以 JavaScript从诞生开始就选择了单线程执行。

引入单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。这同时又导致了一个问题：如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。

// 实例1

let i, sum = 0

for(i = 0; i < 1000000000; i ++) {

sum += i

}

console.log(sum)

复制代码

在实例1中，sum 并不能立刻打印出来，必须在 for 循环执行完成之后才能执行 console.log(sum) 。

// 实例2

console.log(1)

alert('hello')

console.log(2)

复制代码

在实例2中，浏览器先打印 1 ，然后弹出弹框，点击确定后才执行 console.log(2) 。

总结：

  • 优点：实现比较简单，执行环境相对单纯

  • 缺点：只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应（假死），往往就是因为某一段 Javascript 代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。

为了解决这个问题，JavaScript 语言将任务的执行模式分为两种：同步和异步

三、同步与异步

1. 同步

func(args...)

复制代码

如果在函数 func 返回的时候，调用者就能够得到预期结果(即拿到了预期的返回值或者看到了预期的效果)，那么这个函数就是同步的。

let a = 1

Math.floor(a)

console.log(a) // 1

复制代码

2. 异步

如果在函数 func 返回的时候，调用者还不能够得到预期结果，而是需要在将来通过一定的手段得到，那么这个函数就是异步的。

fs.readFile('foo.txt', 'utf8', function(err, data) {

console.log(data);

});

复制代码

总结：

JavaScript 采用异步编程原因有两点，

  • 一是 JavaScript 是单线程；

  • 二是为了提高 CPU 的利用率。

四、异步过程

fs.readFile('data.json', 'utf8', function(err, data) {

console.log(data)

})

复制代码

在执行这段代码时，fs.readFile 函数返回时，并不会立刻打印 data ，只有 data.json 读取完成时才打印。也就是异步函数 fs.readFile 执行很快，但后面还有工作线程执行异步任务、通知主线程、主线程回调等操作，这个过程就叫做异步过程。

主线程发起一个异步操作，相应的工作线程接受请求并告知主线程已收到（异步函数返回）；主线程继续执行后面的任务，同时工作线程执行异步任务；工作线程完成任务后，通知主线程；主线程收到通知后，执行一定的动作（调用回调函数）。

工作线程在异步操作完成后通知主线程，那么这个通知机制又是如何显现喃？答案就是就是消息队列与事件循环。

五、消息队列与事件循环

工作线程将消息放在消息队列，主线程通过事件循环过程去取消息。

  • 消息队列：消息队列是一个先进先出的队列，它里面存放着各种消息。

  • 事件循环：事件循环是指主线程重复从消息队列中取消息、执行的过程。

1. 事件循环（eventloop）

主线程不断的从消息队列中取消息，执行消息，这个过程称为事件循环，这种机制叫事件循环机制，取一次消息并执行的过程叫一次循环。

大致实现过程如下：

while(true) {

var message = queue.get()

execute(message)

}

复制代码

例如：

$.ajax({

url: 'xxxx',

success: function(result) {

console.log(1)

}

})

setTimeout(function() {

console.log(2)

}, 100)

setTimeout(function() {

console.log(3)

})

console.log(4)

// output：4321 或 4312

复制代码

其中，主线程：

// 主线程

console.log(4)

复制代码

异步队列：

// 异步队列

function () {

console.log(3)

}

function () { // 100ms后

console.log(2)

}

function() { // ajax加载完成之后

console.log(1)

}

复制代码

事件循环是JavaScript实现异步的具体解决方案，其中同步代码，直接执行；异步函数先放在异步队列中，待同步函数执行完毕后，轮询执行 异步队列 的回调函数。

2. 消息队列

其中，消息就是注册异步任务时添加的回调函数。

$.ajax('XXX', function(res) {

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由于篇幅限制小编，pdf文档的详解资料太全面，细节内容实在太多啦，所以只把部分知识点截图出来粗略的介绍，每个小节点里面都有更细化的内容！有需要的程序猿（媛）可以帮忙点赞+评论666

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