大家做笔试题的时候一定遇到过判断异步函数执行顺序的题目,包含setTimeout,setInterval,Promise,Async等等,来一道基础题,抛砖引玉一下:
for (var i = 1;i < 6;i ++) {
setTimeout(function fn() {
console.log(i)
},i * 1000)
}
对于萌新来说,发现在控制台打印的是连续的5个6可能会大吃一惊,老鸟可能会知道正确答案,然后说这个用闭包(即IIFE)解决或者用es6的局部变量就可以解决了(当然还有其他很多方法,我们最后再总结),但具体为什么会产生这样的情况,大多数人都说不清楚。
for (var i = 1;i < 6;i ++) { // 闭包
(function(arg){
setTimeout(function fn() {
console.log(arg)
},arg * 1000)
})(i);//调用时参数
}
for (let i = 1;i < 6;i ++) { // es6
setTimeout(function fn() {
console.log(i)
},i * 1000)
}
导致这个问题的原因还得从JavaScript的底层性质说起,总所周知JavaScript的一大特点就是单线程,那我们是如何处理多线程和异步的情况呢?利用的就是任务队列这一思想,学过node都知道的事件循环机制。
任务队列
在JavaScript中我们拥有两个任务队列,分别为宏任务队列(macro-task)和微任务队列(micro-task),新标准中又被称为 task 与 jobs。
宏任务 | 微任务 |
---|---|
script(整体代码) | process.nextTick(只在node环境中可用) |
XHR回调/Async | Promise.then |
事件回调(鼠标键盘事件) | Object.observe(已废弃) |
setImmediate(只在node环境中可用) | MutationObserver(html5新特性,dom变动观察器) |
setTimeout | - |
setInterval | - |
I/O | - |
UI rendering | - |
process.nextTick() 指在当前"执行栈"的尾部之后,下一次Event Loop(主线程读取"任务队列")之前 ,触发process指定的回调函数。也就是说,它指定的任务总是发生在所有异步任务之前,当前主线程的末尾。(nextTick虽然也会异步执行,但是不会给其他io事件执行的任何机会)
整个事件循环是从整体代码执行为第一个宏任务开始的,然后再执行其中的微任务,完成第一次循环,再找到接下来的宏任务执行,再执行其微任务,这样一层层的循环直到执行完毕。
接下来我们分析一下上面那道问题,首先执行第一次宏任务,也就是 for 循环,执行5遍,分别得到:
setTimeout(function fn() {
console.log(i) // 异步里面的函数是未执行状态,所以i是现在是不确定的
},1000);
setTimeout(function fn() {
console.log(i)
},2000)
... // 5个待执行函数
上诉五个待执行函数将排进宏队列中,第一遍宏队列执行完毕,由于没有微队列,我们接下来继续执行其宏队列。
一秒后,将执行第一次 console.log(i)
,根据JavaScript中作用域的定义,首先我们会在当前执行作用域寻找 i 的值,发现不存在,这时候向上寻找在全局作用域中,我们找到了 i 这时候 i 已经是6了,所以控制台将打印出6,后续相同,隔一秒打印出一个6。
现在明白了为什么会出现5个6了吧,也应该明白了,为什么能通过闭包解决这个问题,因为相当于给每个宏任务都添加上 i 的值,就不需要向上查找全局的 i 了。
拓展
我们根据上表来做做练习,看看你是否真的掌握了。
// 请判断下列代码的执行顺序
console.log("start");
// 因为setImmediate只在node环境中可用,所以这里用setTimeout(0)代替
setTimeout(function() {
console.log("setImmediate");
}, 0);
setTimeout(function() {
console.log("timeout1");
new Promise(function(resolve) {
resolve();
console.log("timeout1_promise");
}).then(function() {
console.log("timeout1_then");
});
}, 2000);
for (var i = 1; i < 6; i++) {
setTimeout(function() {
console.log("loop" + i);
}, i * 1000);
console.log(i);
}
function xhr() {
// 用async模拟XHR
console.log("xhr");
return "async";
}
async function asyncFn() {
// 用async模拟
const tag = await xhr();
return tag;
}
asyncFn().then(arg => console.log(arg));
new Promise(function(resolve) {
console.log("promise1");
reject();
}).catch(function() {
console.log("catch1");
});
setTimeout(function() {
console.log("timeout2");
new Promise(function(resolve) {
console.log("timeout2_promise");
resolve();
}).then(function() {
console.log("timeout2_then");
});
}, 1000);
先自己默默地做一下,再对比控制台中的输出,错了不要紧,我们一步步来看:
第一次事件循环
进入宏任务队列 | 调用栈执行 | 进入微任务队列 |
---|---|---|
- | console.log("start") | - |
setImmediate | - | - |
timeout1 | - | - |
setTimeout(i) * 6 | - | - |
- | console.log(1) ... console.log(5) | - |
- | console.log("xhr") | async.then() |
- | console.log("promise1") | promise1.catch |
timeout2 | - | - |
等待第二次事件循环开始 | 执行微任 | 微任务队列开始 |
- | asyncFn().then()挂起 | - |
- | console.log("catch1") | - |
- | console.log(async) | - |
这时候控制台将输出:start
,1
,2
,3
,4
,5
,xhr
,promise1
,catch1
,async
;
解释一下,async为Generator 函数的语法糖(es6新特性),它是一个状态机,封装了多个内部状态,与一般的异步不太一样,虽然都是同时执行微任务,但它会有一个挂起,再.next()的过程,会延迟一点。
第二次事件循环
进入宏任务队列 | 调用栈执行 | 进入微任务队列 |
---|---|---|
- | console.log("setImmediate") | - |
- | console.log("loop6") | - |
- | console.log("timeout2") | - |
- | console.log("timeout2_promise") | timeout2.then() |
- | console.log("timeout2_then") | - |
- | console.log("timeout1") | - |
- | console.log("timeout1_promise") | timeout1.then() |
- | console.log("timeout1_then") | - |
- | console.log("loop6")*4 | - |
这时候控制台将输出:setImmediate
,loop6
,timeout2
,timeout2_promise
,timeout2_then
,timeout1
,timeout1_promise
,timeout1_then
,loop6
,loop6
,loop6
,loop6
;
附:
下面再给出一开始for循环i问题的其他方法
// 利用setTimeout的第三个参数
for (var i=1; i<6; i++) {
setTimeout( function fn(i) {
console.log(i);
}, i*1000,i );
}
// 利用bind函数
for (var i=1; i<6; i++) {
setTimeout( function fn(i) {
console.log(i);
}.bind(null,i), i*1000 );
}