Event Loop

🥝为什么JAVASCRIPT是单线程?

JS语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事。

单线程的原因与它的用途有关。作为浏览器脚本语言,JS的主要用途是与用户互动,以及操作DOM。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题。比如,假定JS同时有两个线程,一个线程在某个DOM节点上添加内容,另一个线程删除了这个节点,这时浏览器应该以哪个操作为主?

所以,为了避免复杂性,从一诞生,JS就是单线程。这已经成为了这门语言的核心特征。

🥝任务队列

单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着。

如果排队是因为计算量大,CPU忙不过来,倒也算了,但是很多时候CPU是闲着的,因为I/O设备很慢,不得不等着结果出来再往下执行。

JS语言的设计者意识到,这时主线程完全可以不管I/O设备,挂起处于等待中的任务,先运行排在后面的任务,等到I/O设备返回了结果,再回过头,把挂起的任务继续执行下去。

于是,所有任务都可以分为两种,一种是同步任务(synchronous),另一种是异步任务(asynchronous)。同步任务指的是在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务;异步任务指的是,不进入主线程,而进入“任务队列”的任务,只有“任务队列”通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程执行。

具体来说,异步执行的运行机制如下:
1⃣️ 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈。
2⃣️ 主线程之外,还存在一个“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。
3⃣️ 一旦“执行栈”中的所有同步任务执行完毕,系统就会读取“任务队列”,看看里面有哪些事件,那些对应的异步任务,于是结束等待状态,进入执行栈,开始执行。
4⃣️ 主线程不断重复上面的三步。

🥝事件和回调函数

“任务队列”是一个事件的队列,IO设备完成一项任务,就在“任务队列”中添加一个事件,表示相关的异步任务可以进入“执行栈”了。主线程读取“任务队列”,就是读取里面有哪些事件。

“任务队列”中的事件,除了IO设备的事件外,还包括一些用户产生的事件(比如鼠标的点击事件,页面滚动等等),只要指定过回调函数,这些事件发生时就会进入“任务队列”,等待主线程读取。

所谓的CALLBACK,就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数,当主线程开始执行异步任务时,就是执行对应的回调函数。

“任务队列”是一个先进先出的结构,排在前面的事件,优先被主线程读取。主线程的读取过程基本上是自动的,只要执行栈一空,“任务队列”上第一位的事件就自动进入主线程。但是由于存在定时器的功能,主线程首先要检查一下执行时间,某些事件只有到了规定的时间,才能返回主线程。

🥝EVENT LOOP

主线程从“任务队列”中读取事件,这个过程是循环不断的,所以整个的这种运行机制叫event loop(事件循环)。

🥝定时器

除了放置异步任务的事件,“任务队列”还可以放置定时事件,即指定某些代码在多少时间后执行。

定时器主要由setTimeout()超时调用和setInterval()间歇调用这两个函数来完成,内部运行机制完全一样,区别在于前者指定的代码是一次性执行,后者则为反复执行。

1⃣️ setTimeout()接受两个参数,第一个是回调函数,第二个是推迟执行的毫秒数。

setTimeout(fn,0)的含义是,指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行,也就是说,尽可能早得执行。它在"任务队列"的尾部添加一个事件,因此要等到同步任务和"任务队列"现有的事件都处理完,才会得到执行。

需要注意的是,setTimeout()只是将事件插入了"任务队列",必须等到当前代码(执行栈)执行完,主线程才会去执行它指定的回调函数。要是当前代码耗时很长,有可能要等很久,所以并没有办法保证,回调函数一定会在setTimeout()指定的时间执行。

2⃣️ setInterval(fn,time)接受两个参数,第一个是回调函数,第二个是间隔时间。
间歇调用和超时调用类似,只不过它会按照指定的时间间隔重复执行代码,直至间隔调用被取消或者页面被卸载。取消间隔调用的重要性要远高于取消超时调用。

但是通常情况下,很少真正使用间歇调用,因为后一个间歇调用可能在前一个间歇调用结束之前调用。因此,我们通常会使用超时调用来模拟间歇调用。

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