JavaScript 异步原理

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1. 如何理解 JavaScript 的异步?

JavaScript 是一门单线程的语言,这是因为它运行在浏览器的渲染线程中,而渲染线程只有一个。而渲染线程承担着诸多的工作,渲染页面、执行 JS 都在其中运行。 如果使用同步的方式,就极有可能导致主线程产生阻塞,从而导致消息队列中的很多其他任务无法得到执行。这样一来,一方面会导致繁忙的主线程白白的消耗时间,另一方面导致页面无法及时更新,给用户造成卡死现象。

所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法是当某些任务发生时,比如计时器、网络、事件监听,主线程将任务交给其他线程去处理,自身立即结束任务的执行,转而执行后续代码。当其他线程完成时,将事先传递的回调函数包装成任务,加入到消息队列的末尾排队,等待主线程调度执行。 在这种异步模式下,浏览器永不阻塞,从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

2. 事件循环

image.png

  1. 在最开始的时候,渲染主线程会进入一个无限循环
  2. 每一次循环会检查消息队列中是否存在任务。如果有,就去除第一个任务执行,执行完一个后进入下一次循环;如果没有,则进入休眠状态。
  3. 其他所有线程(包括其他进程的线程)可以随时向消息队列添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时,如果主线程是休眠状态,则会将其唤醒以继续循环拿取任务。

异步任务包含以下但不限于以下几类:

  • 定时器:setTimeoutsetInterval
  • 网络通信:XHRFetch
  • 用户操作触发事件:addEventListener
  • 异步代码:Promise

3. 消息队列

消息队列是有优先级的,分为两大类:微队列和其他队列

  • 微队列:用户存放需要最快执行的任务,优先级最高。
  • 其他队列:每个任务都有一个任务类型,同一个类型的任务必须在一个队列,不同类型的任务可以分属不同的队列。 每一次事件循环中,浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。 例如:
    • 交互队列:用于存放用户操作后产生的事件处理任务,优先级
    • 延时队列:用于存放计时器到达后的回调任务,优先级
所在队列创建任务方式运行平台
微队列Promise全部
微队列MutationObserver
queueMicrotask
浏览器
微队列process.nextTickNode
其他队列setItemout
SetInterval
XHR
Fetch
全部
其他队列addEventListener浏览器
其他队列setImmediateNode

示例:运行以下代码后后控制台打印顺序?

function a() {
  console.log(1)
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log(2);
  });
 }
  
 setTimeout(function() {
   console.log(3);
   Promise.resolve().then(a);
 },0);
  
 Promise.resolve().then(function() {
   console.log(4);
 });
  
 console.log(5)

答案:

5 // 第一次函数循环执行
4 // 微队列
3 // 延时队列
1 // 延时队列 + 微队列
2 // 延时队列 + 微队列 + 微队列