同步和异步
同步编程，就是计算机一行一行按照顺序依次执行代码，当前代码任务耗时执行会阻塞后续代码的执行。
同步编辑，即是一种典型的请求-响应模型，当请求调用一个函数或方法后，需等待其响应返回，然后执行后续代码。
一般情况下，同步编程，代码按序依次执行，能很好的保证程序的执行，但是在某些场景下，比如读取文件和请求接口直到数据返回这一过程是需要时间的，网络越差，耗费时间越长，如果按照同步编程方式实现，在等待数据返回这段时间，JavaScript是不能处理其他任务的，此时页面的交互，滚动等任何操作也都会阻塞，这显然是非常的不友好，不可接受的，而这正是异步编程大显身手的时候，如下图，耗时任务A会阻塞耗时任务B的执行，等到任务A执行完成，才能执行B。
当使用异步编程时，在等待当前任务的响应返回之前，可以继续执行后续代码。
异步编程，不同于同步编程的请求-响应模式，其是一种事件驱动模型，请求调用函数或方法后，无需立即等待响应，可以继续执行其他任务，而之前任务响应返回后可以通过状态、通知和回调来通知掉用者。
多线程
异步编程能够很好的解决编程阻塞的问题，那么实现异步编程的方式有哪些呢？通常实现异步方式是多线程，入C#，即同时开启多个线程，不同操作能并行执行，如下图，耗时任务A执行的同时，在线程二中任务B也可以执行：
JS单线程
js语言执行环境是单线程的，单线程在程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行，而使用异步实现时，多个任务可以并发执行。那么js的异步编程如何实现呢，请看下文。
并行与并发
多线程的任务可以并行执行，而js单线程异步编程可以实现多任务并发执行，并行与并发的区别。
- 并行，同一时刻内多任务同时进行
- 并发，同一时间段内，多任务同时进行着，但是某一时刻，只有某一任务执行，
通常所说的并发连接数，是指浏览器向服务器发起请求，建立TCP连接，每秒钟服务器建立的总连接数，而假如，服务器10ms能处理一个连接，那么并发连接数就是100。
JavaScript异步机制
举个例子
for (var i = 0; i < 5; i ++) {
setTimeout(function(){
console.log(i);
}, 0);
}
console.log(i);
//5 ; 5 ; 5 ; 5; 5
最后输出的全是5：
- i在此处是
for循环所在上下文环境的变量，有且只有一个i; - 循环结束时
i == 5 - js单线程事件处理器在线程空闲前不会执行下一个事件
如上面第三点所述，如果真正理解以上例子中的setTimeout()，及JavaScript异步机制，需要理解js的事件循环和并发模型。
并发模型
js执行异步任务时，不需要等待响应返回，可以继续执行其他任务，而在响应返回时，会得到通知，执行回调或事件处理程序。
注：回调和事件处理程序本质上并无区别，只是在不同的情况下，不同的叫法。
js异步编程使得多个任务可以并发执行，而实现这一功能的基础是JavaScript拥有一个基于事件循环的并发模型。
堆栈与队列
在介绍js并发模型之前，先简单介绍堆栈和队列的区别
- 堆（heap）：内存中某一未被阻止的区域，通常存储对象（引用类型）
- 栈（stack）：先进后出的顺序存储结构，通常存储函数参数和基本类型值变量（按值访问）
- 队列（queue）：先进先出顺序存储结构
事件循环（Event Loop）
js引擎负责解析，执行js代码，但它并不能单独运行，通常得有一个宿主环境，一般如浏览器或Node服务器，之前提到的单线程是指在这些宿主环境创建单一线程，提供一种机制，调用js引擎完成多个js代码块的调度，执行（js代码是按块执行的），这种机制称为事件循环（Event Loop）。
注：这里的事件与DOM事件不要混淆，可以说这里的事件包括DOM事件，所有异步操作都是一个事件，诸如ajax请求就可以看作一个request请求事件
js执行环境中存在的两个结构需要了解：
- 消息队列（Message Queue），也叫任务队列（Task Queue）：存储待处理消息及对应的回调函数或事件处理程序
- 执行栈（execution context stack），也可以叫执行上下文栈（js执行栈）。顾名思义，是执行上下文组成，当函数调用时，创建并插入一个执行上下文，通常称为执行帧（frame），存储着函数参数和局部变量，当函数执行结束时，弹出该执行帧；
注：关于全局代码，由于所有的代码都是在全局上下文执行，所以执行栈顶总是全局上下文就很容易理解，直到所有代码执行完毕，全局上下文退出执行栈，栈清空了；也即是全局上下文第一个入栈，最后一个出栈
任务
分析事件循环流程前，先阐述两个概念：同步任务和异步任务。
任务很好理解，js代码执行就是在完成任务，所谓任务就是一个函数或一个代码块，通常以功能或目的划分，比如完成一次加法计算，完成一次ajax请求；很自然的就分为同步任务和异步任务。同步任务是连续的，阻塞的；而异步任务则是不连续的，非阻塞的，包含异步事件及其回调，当我们谈及异步任务时，通常指执行其回调函数。
事件循环流程
事件循环流程分解：
- 1、宿主环境为js创建线程时，会创建堆（heap）和栈（栈），堆内存储js对象，栈内存储执行上下文。
- 2、栈内执行上下文的同步任务按序执行，执行完即退栈，而当异步任务执行时，该异步任务进入等待状态（不入栈），同时通知线程；当触发事件时（或该异步操作响应返回时），需向消息队列插入一个消息；
- 3、当事件触发或响应返回时，线程向消息队列插入该事件消息（包含事件及回调）。
- 4、当栈内同步任务执行完毕时，线程从消息队列取出一个事件消息，其对应异步任务（函数）入栈，执行回调函数，如果未绑定回调，这个消息会被丢弃，执行完任务后退栈。
- 5、当线程空闲（即执行栈清空）时，继续拉取消息队列下一轮消息（next tick，事件循环流转一次称为一次tick）
使用代码描述如下：
var eventLoop = [];
var event;
var i = eventLoop.length - 1; // 后进先出
while(eventLoop[i]) {
event = eventLoop[i--];
if (event) { // 事件回调存在
event();
}
// 否则事件消息被丢弃
}
注：等待下一个事件消息的过程是同步的
并发模型与事件循环
var ele = document.querySelector('body');
function clickCb(event) {
console.log('clicked');
}
function bindEvent(callback) {
ele.addEventListener('click', callback);
}
bindEvent(clickCb);
针对如上代码我们可以构建如下并发模型：
如上图，当执行栈同步代码块依次执行完直到遇见异步任务时，异步任务进入等待状态，通知线程，异步事件触发时，往消息队列插入一条事件消息；而当执行栈后续同步任务执行完后，读取消息队列，得到一条消息，然后将该消息对应的异步任务入栈，执行回调函数；一次事件循环就完成了，也即处理了一次异步任务。
SetTimeout(...,0)
了解了js事件循环后，我们再看setTimeout(...,0)的例子。
setTimeout(...,0)所表达的意思就是：等待0s之后，向消息队列插入一条定时器事件消息，并将第一个参数作为回调函数；而当执行栈内同步任务执行完成时，线程从消息队列读取消息，将异步任务入栈，执行；线程空闲时再次从消息队列读取消息。
再看一个实例：
var start = +new Date();
var arr = [];
setTimeout(function(){
console.log('time: ' + (new Date().getTime() - start));
},10);
for(var i=0;i<=1000000;i++){
arr.push(i);
}
在setTimeout异步回调函数里我们输出了异步任务注册到执行的时间，发现并不等于我们指定的时间，而且两次时间间隔也都不同，考虑以下两点：
- 在读取消息队列的消息时，得等同步任务完成，这个是需要耗费时间的；
- 消息队列先进先出原则，读取此异步事件消息之前，可能还存在其他消息，执行也需要耗时；
所以异步执行时间不精确是必然的，所以我们有必要明白无论是同步任务还是异步任务，都不应该耗时太长，当一个消息耗时太长时，应该尽可能的将其分割成多个消息。
原文地址：http://blog.codingplayboy.com/2017/04/25/js_async/#comments
