この記事では、JavaScript のシングルスレッドと非同期に関する関連知識を提供します。お役に立てば幸いです。

古典的な手法: シングルスレッドと非同期 JavaScript

この記事を書くにあたり、私もたくさんの記事を読みましたが、ほとんどが非常に単純で、概念的なことは非常に曖昧だったので、いくつかのコースを聞いて探しました将来のレビューのためにここに簡単にまとめておきます~

プロセスとスレッド

1. プロセス : プログラムが完成したら実行されると、ユニークメモリ空間を占有します ---- Windows タスクマネージャを通じてプロセスを表示できます;

##2. スレッド: これはプロセス内の 独立した 実行単位であり、プログラム実行の完全なプロセスであり、CPU の基本的なスケジューリング単位です。

3. プロセスとスレッドの関係:

* 通常、プロセス内には少なくとも 1 つの実行中のスレッドがあります:

メインスレッド -- プロセスが終了した後開始自動的に作成;

* 1 つのプロセスで複数のスレッドを同時に実行することもできます。プログラムは

マルチスレッド;

* データプロセス内では、複数のスレッドで直接共有できます。

* 複数のプロセス間でデータを直接共有することはできません

4. ブラウザは単一プロセスを実行していますか?

* 一部は単一プロセスです

* firefox

* 一部は複数プロセスです

* chrome

5.ブラウザはマルチプロセスですどのプロセスが実行されていますか?

* タスクマネージャ==>プロセス

6. ブラウザです。シングルスレッドで実行されていますか? マルチスレッドですか?

* これらはすべてマルチスレッドで実行されます

シングルスレッド

1. シングルスレッドとは

JavaScript 言語の主要な機能はシングルスレッドであり、これは同時に 1 つのことしか実行できないことを意味します。

//栗子
console.log(1)
console.log(2)
console.log(3)
//输出顺序 1 2 3

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2. JavaScript がシングルスレッドである理由

第 2 に、マルチスレッドの複雑さのため、マルチスレッド操作にはロックが必要となり、コーディングの複雑さが増加します。
最後に目的についてですが、ブラウザスクリプト言語としてのJavaScriptの主な目的は、ユーザーと対話してDOMを操作することです。 DOM レンダリングの結果は予測できません。

マルチコア CPU の計算能力を活用するために、HTML5 は Web Worker 標準を提案しています。これにより、JavaScript スクリプトは複数のスレッドを作成できますが、子スレッドはメインスレッドによって完全に制御されます。スレッドを実行する必要があり、DOM を操作してはなりません。したがって、この新しい標準は JavaScript のシングルスレッドの性質を変更しません。

同期と非同期

1. JS 同期タスク/非同期タスク

同期タスク: in メインスレッド上 実行のためにキューに入れられたタスクは、 最初の タスクが完了した後にのみ実行できます。 すべての同期タスクはメインスレッドで実行されます。 実行スタック

(実行コンテキストスタック) を形成します。

非同期タスク:

タスクは

メインスレッドの外側で 実行されます。メインスレッドの外側には、「タスクキュー」(タスクキュー) もあります。 )、非同期タスクが完了すると、待機するコールバック関数の形式で タスクキューに入れられます。メインスレッドがアイドル状態になると、メインスレッドはイベントキューに移動して待機します。待機中のコールバック関数を取り出してメインスレッドに入れて実行します。この処理を繰り返し実行することで、jsのイベントループ機構(イベントループ)が形成されます。

//栗子
// 同步
console.log(1)

// 异步
setTimeout(()=>{
    console.log(2)
},100)

// 同步
console.log(3)

//输出顺序 1 3 2

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2. JavaScript が非同期である必要がある理由JS コードの実行中に、特定のコード部分が長時間実行されると、後続のコードは長時間実行されなくなります。その結果、

ブロッキング

(つまり、スタック) が発生し、ユーザーエクスペリエンスに影響を及ぼします。

3. 非同期 JavaScript の実装方法

1) 実行スタックとタスクキュー

実際、JS は

イベントループを通じて非同期を実装することはすでに上で述べました。

;

最初にいくつかの概念を理解しましょう:

JS任务分为同步任务（synchronous）和异步任务（asynchronous）
同步任务都在 JS引擎线程（主线程）上执行，形成一个执行栈(call stack)
事件触发线程管理一个 任务队列(Task Queue)
异步任务触发条件达成，将 回调事件 放到任务队列(Task Queue)中
执行栈中所有同步任务执行完毕，此时JS引擎线程空闲，系统会读取任务队列，将可运行的异步任务回调事件添加到执行栈中，开始执行

当一个JS文件第一次执行的时候，js引擎会 解析这段代码，并将其中的同步代码 按照执行顺序加入执行栈中，然后从头开始执行。如果当前执行的是一个方法，那么js会向执行栈中添加这个方法的执行环境，然后进入这个执行环境继续执行其中的代码。当这个执行环境中的代码执行完毕并返回结果后，js会退出这个执行环境并把这个执行环境销毁，回到上一个方法的执行环境。这个过程反复进行，直到执行栈中的代码全部执行完毕。

栗子

//（1）
console.log(1)

//（2）
setTimeout(()=>{
    console.log(2)
},100)

//（3）
console.log(3)

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先解析整段代码，按照顺序加入到执行栈中，从头开始执行
先执行（1），是同步的，所以直接打印 1
执行（2），发现是 setTimeout，于是调用浏览器的方法（webApi）执行，在 100ms后将 console.log(2) 加入到任务队列
执行（3），同步的，直接打印 3
执行栈已经清空了，现在检查任务队列，（执行太快的话可能此时任务队列还是空的，没到100ms，还没有将（2）的打印加到任务队列，于是不停的检测，直到队列中有任务），发现有 console.log(2)，于是添加到执行栈，执行console.log(2)，同步代码，直接打印 2 （如果这里是异步任务，同样会再走一遍循环：-->任务队列->执行栈）

所以结果是 1 3 2;

注意：setTimeout/Promise等我们称之为任务源。而进入任务队列的是他们指定的回调；

2）宏任务(macro task)与微任务(micro task)

上面的循环只是一个宏观的表述，实际上异步任务之间也是有不同的，分为宏任务(macro task) 与微任务(micro task)，最新的标准中，他们被称为 task与 jobs

宏任务有哪些：script(整体代码), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering（渲染）
微任务有哪些：process.nextTick, Promise, Object.observe(已废弃), MutationObserver(html5新特性)

下面我们再详细讲解一下执行过程：

执行栈在执行的时候，会把宏任务放在一个宏任务的任务队列，把微任务放在一个微任务的任务队列，在当前执行栈为空的时候，主线程会查看微任务队列是否有事件存在。如果微任务队列不存在，那么会去宏任务队列中 取出一个任务 加入当前执行栈；如果微任务队列存在，则会依次执行微任务队列中的所有任务，直到微任务队列为空（同样，是吧队列中的事件加到执行栈执行），然后去宏任务队列中取出最前面的一个事件加入当前执行栈...如此反复，进入循环。

注意：

宏任务和微任务的任务队列都可以有多个
当前执行栈执行完毕时会立刻先处理所有微任务队列中的事件，然后再去宏任务队列中取出一个事件。同一次事件循环中，微任务永远在宏任务之前执行。
不同的运行环境循环策略可能有不同，这里探讨chrome、node环境

栗子

//（1）
setTimeout(()=>{
    console.log(1)   // 宏任务
},100)

//（2）
setTimeout(()=>{
    console.log(2)  // 宏任务
},100)

//（3）
new Promise(function(resolve,reject){
    //（4）
    console.log(3)  // 直接打印
    resolve(4)
}).then(function(val){
    //（5）
    console.log(val); // 微任务
})

//（6）
new Promise(function(resolve,reject){
    //（7）
    console.log(5)   // 直接打印
    resolve(6)
}).then(function(val){
    //（8）
    console.log(val);  // 微任务
})

//（9）
console.log(7)  // 直接打印

//（10）
setTimeout(()=>{
    console.log(8) // 宏任务，单比（1）(2)宏任务早
},50)

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上面的代码在node和chrome环境的正确打印顺序是 3 5 7 4 6 8 1 2

下面分析一下执行过程：

すべてのコードは解析後に実行スタックに追加されます
実行 (1)、マクロタスク、webapi setTimeout を呼び出します。このメソッドは、コールバック関数をマクロタスクのタスクキューに入れます。 100ms
(2) を実行します。(1) と同じですが、(1) より少し遅れます。
(3) を実行し、新しい Promise を同期的に実行してから、(4) を実行し、出力します。 3を直接実行し、次にresolve(4)、次に.then()、(5)をマイクロタスクのタスクキューに入れます
(6)を実行します。上記と同じで、最初に5を出力し、次にresolveを実行します。 (6)、次に .then( ) (8) 内の内容がマイクロタスクのタスクキューに追加されます。
実行 (9)、コードを同期し、直接出力 7
Execute ( 10) (1) および (2) と同じですが、時間が短くなります。50ms 後にコールバック console.log(8) がマクロタスクのタスクキューに追加されます。
これで実行されます。スタックがクリアされ、マイクロタスクキューのチェックを開始し、(5) を見つけ、実行に追加します。スタックの実行は同期コードです。4
タスクキューを直接出力して実行を終了します。次に、マイクロタスクキューをチェックして、(8) を見つけます。 ). 6
タスクキューを出力し、再度実行を終了します。マイクロタスクを確認します。キューにタスクがありません。その後、マクロタスクキューを確認します。この時点で 50ms を超えている場合は、console.log が見つかります。 (8) はマクロタスクキューにあるので、8
を出力し、1 2