说起JS的异步执行机制,如果百度一下,你首先会发现阮一峰的写过一篇关于异步机制的文章( http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html ),等你津津有味又一头雾水的看完,然后继续看百度的其他结果,然后会发现,阮一峰的这篇被另一个大牛朴灵给批判了
( http://www.360doc.com/content/14/1011/13/15077656_416048738.shtml )。
由此可见,关于异步执行机制到底是怎么回事,因为涉及到浏览器底层机制,所以不容易彻底了解清楚,就算是大牛阮一峰,也只是通过英文文献来了解,而且一知半解。我的这篇文章只是试图尽可能简单的描述一下JS的异步执行机制,坦白说,我现在并不能完全弄懂这个机制,所以也不能完全解释清这个机制,所以,如果我写的越严谨,就越容易出错,我只能简单但是较模糊的描述一下:
JS的运行环境是一个很复杂的环境,它里面有非常多的复杂的名词事物,用简单又不严谨的说法来说,运行环境里至少有下面这些事物:
有一个国外的web app,专门用来讲解异步事件的门道 Loupe ,这个更接近真实情况。为什么我不讲解这个?因为更复杂了,我们并不打算研究浏览器的底层,不是么?
然后说一下任务队列里的任务。所有任务可以分成两种,一种是同步任务(synchronous),另一种是异步任务(asynchronous)。同步任务指的是,靠主线程自己就可以执行完成的任务;异步任务指的是,主线程执行开始之后,需要靠主线程之外的线程才能完成的任务。由主线程决定是否要动用其他线程。以下内容,不再提栈,只说主线程。
现在说重点:
异步任务的执行机制是:
当主线程遇到一个异步任务,比如一个ajax请求,当主线程执行到 xhr.send() 的时候,这个send命令是立即执行的, 并不会像一些人想象的,拖到所有同步任务的最后面。 然后主线程向http线程发送指令,要求http线程向服务器发送请求。这里强调一下http线程,显然它不是主线程的一部分,因为它可以并发,如果你有100个ajax请求,每个都需要1秒钟,是不是http线程要花100秒呢?并不是,它会并发100个请求,总共耗时大约1.01秒就完成了。
主线程向以http线程为代表的几个线程发送指令之后,主线程就暂时不再管这个ajax任务了,而是去看任务队列里的下一个任务。
http线程发送了请求之后接收反馈,收到之后,形成一个新的事件(可以叫做“我收到啦!”事件),然后插入到回调函数队列中,因为回调函数队列的优先级很低,所以会排到总队列的最后面,其结果就是:主线程把同步任务都完成了,才开始执行异步事件的 回调 。 注意,并不是异步任务在全体同步任务结束之后才开始,而是异步任务的回调通常在全体同步任务结束之后才开始!异步任务跟异步任务的回调是两回事!是两个任务!一个鲜明的例子就是 setTimeout(fn, 1000) ,计时是从主线程遇到 setTimeout() 任务,然后分配给计时器线程,计时器线程开始干活的时候就开始计时了!只不过要1秒之后 fn 才执行! setTimeout() 和 fn 是两个任务! setTimeout() 是立即执行, fn 才是1秒之后执行。但是 setTimeout() 的执行,人眼是感受不到的,因为并没有什么地方有一个秒表告诉你 setTimeout() 开始执行了;而fn的执行,人眼能感受到,所以人们会错误的以为fn才是异步任务,其实fn并不是, fn 是个回调任务,往往 fn 是同步任务,比如 fn 可能是 console.log(123) ,这怎么会是异步任务。
所以,异步机制是浏览器的两个或以上常驻线程共同完成的,异步请求是JS主线程和其他某个线程共同完成的,JS的执行线程发起异步请求(这时浏览器会开一条新的HTTP请求线程来执行请求,这时JS自己的任务已完成,继续执行线程队列中剩下的其他任务),然后在未来的某一时刻"任务队列"线程监视到之前的发起的HTTP请求已完成, "任务队列"就会把完成事件插入到JS执行队列的尾部等待JS处理 。
最后专门说说定时触发(settimeout和setinterval)。
定时触发是由浏览器的定时器线程执行的定时计数, 然后在定时时间到达之后,定时器线程把定时处理函数的执行请求插入到JS回调队列的尾端。
这个1到底是100毫秒之后弹出,还是1000毫秒(或更多时间)后弹出呢?又或是1100毫秒之后弹出?
答案是,1000毫秒多一点点之后弹出。
原因:浏览器会先执行setTimeout,也就是开始计时,然后开始执行sometask,执行了1000毫秒,然后去回调队列里看回调任务,alert(1)早就恭候了,因为定时100毫秒之后alert(1)就可以执行了。所以,等1000毫秒的任务完成,1就会立即弹出,所以答案是1000毫秒多一点点之后弹出。
所以用这两个函数的时候,实际的执行时间是大于或等于指定时间的,不保证能准确定时的。
最后强调一下setInterval。比如我希望每100毫秒打印一个1。然后,又有极端情况,就是sometask耗时1000毫秒。你以为sometask结束之后会打出10个1么?并不会,只会打出1个1,因为setInterval第一次读秒结束之后,回调队列出现了一个alert(1),根据之前的理论,并不会执行。又过了100毫秒之后,计时器线程会去观察回调队列是不是已经有了alert(1),如果有,就不再往回调队列里加alert(1),目的就是为了避免回调叠加执行。
总之,你需要记住,异步任务就是主线程在任务队列里看到了这个任务,看了一眼之后就然后安排别的线程帮忙,然后主线程就忙别的去了,别的线程帮忙完事之后,再在队列末尾放一个新任务叫“帮忙完毕”,到此异步任务本身就完事。主任务看到“帮忙完毕”任务之后,就去执行回调,回调执行完,这个异步任务连同回调就全都完事。然后,如果并没有回调。。。没有就没有呗。
异步加载又叫非阻塞加载,浏览器在下载执行js的同时,还会继续进行后续页面的处理。主要有三种方式。
方法一:也叫Script DOM Element
但是这种加载方式执行完之前会阻止onload事件的触发,而现在很多页面的代码都在onload时还执行额外的渲染工作,所以还是会阻塞部分页面的初始化处理。
方法二:onload时的异步加载
这种方法只是把插入script的方法放在一个函数里面,然后放在window的onload方法里面执行,这样就解决了阻塞onload事件触发的问题。
注:DOMContentLoaded与load的区别。前者是在document已经解析完成,页面中的dom元素可用,但是页面中的图片,视频,音频等资源未加载完,作用同jQuery中的ready事件;后者的区别在于页面所有资源全部加载完毕。
方法三:其他方法
由于JavaScript的动态性,还有很多异步加载方法: XHR Injection、 XHR Eval、 Script In Iframe、 Script defer属性、 document.write(script tag)。
XHR Injection(XHR 注入):通过XMLHttpRequest来获取JavaScript,然后创建一个script元素插入到DOM结构中。ajax请求成功后设置script.text为请求成功后返回的responseText。
Script In Irame:在父窗口插入一个iframe元素,然后再iframe中执行加载JS的操作。
GMail Mobile:业内JS内容被注释,所以不会执行,在需要的时候,获取script中的text内容去掉注释,调用eval()执行。
HTML5新属性:async和defer属性
defer属性:IE4.0就出现。defer属声明脚本中将不会有document.write和dom修改。浏览器会并行下载其他有defer属性的script。而不会阻塞页面后续处理。注:所有的defer脚本必须保证按顺序执行的。
async属性:Html5新属性。脚本将在下载后尽快执行,作用同defer,但是不能保证脚本按顺序执行。他们将在onload事件之前完成。
Firefox 3.6、Opera 10.5、IE 9和最新的Chrome和Safari都支持async属性。可以同时使用async和defer,这样IE 4之后的所有IE都支持异步加载。
没有async属性,script将立即获取(下载)并执行,期间阻塞了浏览器的后续处理。如果有async属性,那么script将被异步下载并执行,同时浏览器继续后续的处理。
总结:
对于支持HTML5的浏览器,实现JS的异步加载只需要在script元素中加上async属性,为了兼容老版本的IE还需加上defer属性;对于不支持Html5的浏览器(IE可以用defer实现),可以采用以上几种方法实现。原理基本上都是向DOM中写入script或者通过eval函数执行JS代码,你可以把它放在匿名函数中执行,也可以在onload中执行,也可以通过XHR注入实现,也可以创建一个iframe元素,然后在iframe中执行插入JS代码。
三:延迟加载
有些JS代码在某些情况在需要使用,并不是页面初始化的时候就要用到。延迟加载就是为了解决这个问题。将JS切分成许多模块,页面初始化时只加载需要立即执行的JS,然后其它JS的加载延迟到第一次需要用到的时候再加载。类似图片的延迟加载。
JS的加载分为两个部分:下载和执行。异步加载只是解决了下载的问题,但是代码在下载完成后就会立即执行,在执行过程中浏览器处于阻塞状态,响应不了任何需求。
解决思路:为了解决JS延迟加载的问题,可以利用异步加载缓存起来,但不立即执行,需要的时候在执行。如何进行缓存呢?将JS内容作为Image或者Object对象加载缓存起来,所以不会立即执行,然后在第一次需要的时候在执行。
1:模拟较长的下载时间:
利用thread让其sleep一段时间在执行下载操作。
2:模拟较长的JS代码执行时间
这段代码将使JS执行5秒才完成!
JS延迟加载机制(LazyLoad):简单来说,就是在浏览器滚动到某个位置在触发相关的函数,实现页面元素的加载或者某些动作的执行。如何实现浏览器滚动位置的检测呢?可以通过一个定时器来实现,通过比较某一时刻页面目标节点位置和浏览器滚动条高度来判断是否需要执行函数。