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JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)

不言
發布: 2019-03-05 13:45:09
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這篇文章帶給大家的內容是關於JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例),有一定的參考價值,有需要的朋友可以參考一下,希望對你有幫助。

一、引子

本文介紹JavaScript運行機制,這一部分比較抽象,我們先從一門面試題入手:

console.log(1);
setTimeout(function(){
console.log(3);
},0);
console.log(2);
请问数字打印顺序是什么?
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這一題看似很簡單,但如果你不了解JavaScript運作機制,很容易就答錯了。題目的答案是依序輸出1 2 3,如果你有疑惑,下文有詳細解釋。

二、理解JS的單線程的概念

JavaScript語言的一大特點就是單線程,也就是說,同一個時間只能做一件事。那麼,為什麼JavaScript不能有多個執行緒呢?這樣能提高效率啊。 JavaScript的單線程,與它的用途有關。作為瀏覽器腳本語言,JavaScript的主要用途是與使用者互動,以及操作DOM。這決定了它只能是單線程,否則會帶來複雜的同步問題。例如,假定JavaScript同時有兩個線程,一個線程在某個DOM節點上添加內容,另一個線程刪除了這個節點,而這時瀏覽器應該以哪個線程為準?所以,為了避免複雜性,從一誕生,JavaScript就是單線程,這已經成了這門語言的核心特徵,未來也不會改變。

三、理解任務佇列(訊息佇列)

單一執行緒就意味著,所有任務都需要排隊,前一個任務結束,才會執行後一個任務。如果前一個任務耗時很長,後一個任務就得一直等著。 JavaScript語言的設計者意識到這個問題,將所有任務分成兩種,一種是同步任務(synchronous),另一種是非同步任務(asynchronous)。同步任務指的是,在主執行緒上排隊執行的任務,只有前一個任務執行完畢,才能執行後一個任務;非同步任務指的是,不進入主執行緒、而進入"任務佇列"(task queue)的任務,只有"任務隊列"通知主線程,某個非同步任務可以執行了,該任務才會進入主執行緒執行。非同步任務包括巨集任務和微任務(後面會重點介紹),接下來我們透過兩個例子說明同步任務和非同步任務的區別:

console.log("A");
while(true){ }
console.log("B");
请问最后的输出结果是什么?
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如果你的回答是A,恭喜你答對了,因為這是同步任務,程式由上到下執行,遇到while()死循環,下面語句就沒辦法執行

console.log("A");
setTimeout(function(){
console.log("B");
},0);
while(true){}
请问最后的输出结果是什么?
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如果你的答案是A,恭喜你現在對js運作機制已經有個粗淺的認識了!題目中的setTimeout()就是個非同步任務。 在所有同步任務執行完之前,任何的非同步任務是不會執行的,關於這點下文還會詳細說明。

四、理解Event Loop

異步執行的運行機制如下:

  • 所有同步任務都在主執行緒上執行,形成一個執行堆疊(execution context stack)。
  • 主執行緒之外,還存在一個"任務佇列"(task queue)。只要非同步任務有了運行結果,就在"任務隊列"之中放置一個事件。
  • 一旦"執行堆疊"中的所有同步任務執行完畢,系統就會讀取"任務佇列",看看裡面有哪些事件。那些對應的非同步任務,於是結束等待狀態,進入執行棧,開始執行。
  • 主執行緒不斷重複上面的第三步。

主執行緒從"任務佇列"讀取事件,這個過程是循環不斷的,所以整個的這種運作機制又稱為Event Loop(事件循環)。只要主執行緒空了,就會去讀取"任務佇列",這就是JavaScript的運行機制。這個過程會循環重複。以下這張圖可以很好說明這一點。

JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)

五、哪些語句會放入非同步任務佇列及放入時機

一般來說,有以下四種會放入非同步任務隊列:

  1. setTimeout和setlnterval
  2. DOM事件
  3. ES6中的Promise
  4. Ajax异步请求

javascript 代码运行分两个阶段

1、预解析---把所有的函数定义提前,所有的变量声明提前,变量的赋值不提前

2、执行---从上到下执行(按照js运行机制) 至于放入异步任务队列的时机,我们通过 setTimeout的例子和Ajax例子来详细说明:

例题1
for (var i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {  
 console.log(i);  
  }, 1000);
}
请问最后的输出结果是什么?
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for循环一次碰到一个 setTimeout(),并不是马上把setTimeout()拿到异步队列中,而要等到一秒后,才将其放到任务队列里面,一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕(即for循环结束,此时i已经为5),系统就会读取已经存放"任务队列"的setTimeout()(有五个),于是答案是输出5个5。

上面也提到,在到达指定时间时,定时器就会将相应回调函数插入“任务队列”尾部。这就是“定时器(timer)”功能关于定时器的重要补充

定时器包括setTimeout与 setInterval 两个方法。它们的第二个参数是指定其回调函数推迟/每隔多少毫秒数后执行。

对于第二个参数有以下需要注意的地方:

当第二个参数缺省时,默认为 0;

当指定的值小于 4 毫秒,则增加到 4ms(4ms 是 HTML5 标准指定的,对于 2010 年及之前的浏览器则是 10ms);也就是说至少需要4毫秒,该setTimeout()拿到任务队列中。

例题2
$.ajax({
url:&#39;xxxxx&#39;,
success:function (result){
console.log("a")
   }
})

setTimeout(function (){
console.log("b")
},100)

setTimeout(function (){
console.log("c")
})

console.log("d");
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JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)

ajax加载完成时才会放入异步队列,至于这段时间不确定,所有有两种情况:①大于100ms,最后的结果是 d c b a ;②小于100ms,最后的结果便是d c a b。

六、微任务(Microtask)与宏任务(Macrotask)

我们上面提到异步任务分为宏任务和微任务,宏任务队列可以有多个,微任务队列只有一个

  • 宏任务包括:script(全局任务), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。
  • 微任务包括: new Promise().then(回调), process.nextTick, Object.observe(已废弃), MutationObserver(html5新特性)

当执行栈中的所有同步任务执行完毕时,是先执行宏任务还是微任务呢?

  • 由于执行代码入口都是全局任务 script,而全局任务属于宏任务,所以当栈为空,同步任务任务执行完毕时,会先执行微任务队列里的任务。
  • 微任务队列里的任务全部执行完毕后,会读取宏任务队列中拍最前的任务。
  • 执行宏任务的过程中,遇到微任务,依次加入微任务队列。
  • 栈空后,再次读取微任务队列里的任务,依次类推。

JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)

一句话概括上面的流程图:当某个宏任务队列的中的任务全部执行完以后,会查看是否有微任务队列。如果有,先执行微任务队列中的所有任务,如果没有,就查看是否有其他宏任务队列

接下来我们看两道例子来介绍上面流程:

Promise.resolve().then(()=>{
  console.log(&#39;Promise1&#39;)  
  setTimeout(()=>{
    console.log(&#39;setTimeout2&#39;)
  },0)
})
setTimeout(()=>{
  console.log(&#39;setTimeout1&#39;)
  Promise.resolve().then(()=>{
    console.log(&#39;Promise2&#39;)    
  })
},0)
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最后输出结果是Promise1,setTimeout1,Promise2,setTimeout2

  • 一开始执行栈的同步任务执行完毕,会去查看是否有微任务队列,上题中存在(有且只有一个),然后执行微任务队列中的所有任务输出Promise1,同时会生成一个宏任务 setTimeout2
  • 然后去查看宏任务队列,宏任务 setTimeout1 在 setTimeout2 之前,先执行宏任务 setTimeout1,输出 setTimeout1
  • 在执行宏任务setTimeout1时会生成微任务Promise2 ,放入微任务队列中,接着先去清空微任务队列中的所有任务,输出 Promise2
  • 清空完微任务队列中的所有任务后,就又会去宏任务队列取一个,这回执行的是 setTimeout2
console.log(&#39;----------------- start -----------------&#39;);
setTimeout(() => {
  console.log(&#39;setTimeout&#39;);
}, 0)
new Promise((resolve, reject) =>{
  for (var i = 0; i < 5; i++) {
    console.log(i);
  }
  resolve();  // 修改promise实例对象的状态为成功的状态
}).then(() => {
  console.log(&#39;promise实例成功回调执行&#39;);
})
console.log(&#39;----------------- end -----------------&#39;);
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JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)

七、题外话

如果要输出0~4,上面例题应该如何修改?

  1. 将var变为let
for (let i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {  
  console.log(i);
  }, 1000);
}
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  1. 加个立即执行函数
for (var i = 0; i < 5; i++) {
    (function(i){
    setTimeout(function() {  
      console.log(i);
      }, 1000);
    })(i)
}
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  1. 也可以通过这样加闭包
for(var i = 1;i < 5;i++){  
      var a = function(){  
          var j = i;    
        setTimeout(function(){  
              console.log(j);  
          },1000)  
      }    
    a();
}
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以上是JavaScript運行機制的詳細介紹(程式碼範例)的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:csdn.net
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