我对JS异步执行机制的理解

2023-03-03 12:18:07JavaScript09

我对JS异步执行机制的理解,第1张

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。

运行下面例子分析：

打印顺序依次为：

script start

async2 end

Promise

script end

async1 end

promise1

promise2

setTimeout

JS 运行机制为从上而下，首先打印script start，async/await 是Promise包装执行会立即执行async2（）打印async2 end，把setTimeout加入宏任务队列但是不会立马执行，往下走，Promise创建属于同步任务此时打印Promise，并放入宏任务队列中，再往下走直接打印script end，此时如果有微任务会优先执行微任务队列，微任务队列执行完毕再执行宏任务，async1 end 的打印是因为执行了Promise.then的方法，继续微任务输出promise1、promise2，当微任务队列为空，执行宏任务setTimeout，此时打印setTimeout。

说说事件循环（Event Loop）

一个 Event Loop 中，可以有一个或者多个任务队列(task queue)，一个任务队列便是一系列有序任务(task)的集合；每个任务都有一个任务源(task source)，源自同一个任务源的 task 必须放到同一个任务队列，从不同源来的则被添加到不同队列。setTimeout/Promise 等API便是任务源，而进入任务队列的是他们指定的具体执行任务。

在事件循环中，每进行一次循环操作称为 tick，每一次 tick 的任务处理模型是比较复杂的，

关键步骤如下：

在此次 tick 中选择最先进入队列的任务(oldest task)，如果有则执行(一次)

检查是否存在 Microtasks，如果存在则不停地执行，直至清空 Microtasks Queue

更新 render

主线程重复执行上述步骤

在上诉tick的基础上需要了解几点：

1、JS分为同步任务和异步任务

2、同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈

3、主线程之外，事件触发线程管理着一个任务队列，只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放置一个事件。

4、一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕（此时JS引擎空闲），系统就会读取任务队列，将可运行的异步任务添加到可执行栈中，开始执行。

1.eventLoop