完全掌握JavaScript执行机制

本篇文章给大家带来了关于JavaScript执行机制的相关问题，其中包括JavaScript单线程和JavaScript同步异步的相关知识，希望对大家有帮助。

一、为什么JavaScript是单线程

如果想了解JavaScript为什么是单线程的，我们就要从JavaScript是用来做什么工作的来入手。

JavaScript作为浏览器的脚本语言，产出的目的就是为了浏览器与用户进行交互，操作DOM元素，从而提升用户的交互及体验感。JavaScript要操作浏览器的DOM元素，因此导致JavaScript无法成为多线程语言，我们假设一个场景，如果JavaScript是多线程语言，两个线程同时操作一个DOM元素，一个线程需要编辑更新DOM元素，而另一个则是删除DOM元素节点，这是浏览器应该以哪个为准呢？

同一时间只能做同一件事情，因为操作DOM元素的原因，导致单线程是JavaScript这门语言的核心，也是这门语言特点。

HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM。即使这样的改动也并没有改变js单线程的本质。

二、JavaScript中的同步与异步

javaScript的单线程机制，就导致同一时间只能做一件事情。就像一堆人在ATM取款机取款，即使后面再多的人在着急，也只能一个一个的排队，等待前一个人取完款，才能轮到后一人。

可是这样会导致如果说前一个任务消耗时间过长，后一个任务就会等待非常久，比如，我们需要加载一个数据量非常大的Ajax请求，我们不得不等待请求相应结果，再继续往下行执后续任务。

那我们该如何处理这种情况呢？既然我们无法改变JavaScript的单线程机制，我们是否可以将一些耗时久的任务进行暂时挂起，等到主任务执行完成之后，再将这些挂载的任务执行。JavaScript的作者也想到了这样的方式，JavaScript拥有了同步任务与异步任务。

同步任务就是，任务在主线程上进行排队，下一个任务必须等待上一个任务执行完成，才可以执行。而异步任务是指，任务不进入主线程，而进入任务队列（task queue）进行等待，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。

三、Event Loop事件循环机制

JavaScript的所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。

任务队列是先进先出的原则，先进队列的事件先执行，后进队列的事件后执行。

Event Loop

• 执行执行栈中的同步任务。

• 当遇到一个异步任务后不会一直等待其返回结果，会先将异步任务进行暂时挂起，继续执行其他的同步任务。

• 当异步任务有结果之后，JavaScript会任务将添加进任务队列中。被添加进任务队列中的任务不会立刻进行回调执行而是等待主线程（执行栈）空闲时才加入到执行栈中进行回调执行

• 等待执行栈中的任务执行完毕。

• 将任务队列中的任务加入执行栈后执行。

如此反复，这样就形成了一个无限的循环（event loop）。（下图来自网络）

学习了 Event Loop 我们一起来看看下面这道题：

setTimeout(function(){
     console.log('setTimeout start')
 });
 new Promise(function(resolve){
     console.log('promise start');
     resolve()
 }).then(function(){
     console.log('promise then')
 });
 console.log('script end');

尝试按照，上文我们刚学到的JavaScript执行机制去分析

 1. 首先执行同步任务，执行到setTimeout，但是setTimeout是异步任务的暂时挂起，等待计时超时，添加进任务队列中。

 2. 继续往下，在执行到new Promise，new Promise里面的是同步任务，打印 "promise start"。

 3. 在执行到resolve将.then添加进任务队列中。

 4. 在执行 console.log('script end');打印"script end"。

 5. 这时主任务都已经执行完成，在将异步任务添加进主任务中直接执行，打印"setTimeout start"，再将.then添加进主任务中，打印"promise then"。

所以结果应该是：promise start -> script end -> setTimeout start -> promise then 吗?

亲自在浏览器执行后，结果居然不是这样，而是 promise start -> script end -> promise then -> setTimeout start

宏任务与微任务

那为什么上文中的结果为什么跟我们预想的不一致，为什么 setTimeout start 会在 promise 之后打印。

其实是因为异步的执行也是有先后顺序的。其实用异步跟同步的方式去划分任务队列的执行顺序是不准确的。应该划分为 微任务 与 宏任务。

• 宏任务(macro-task)：script 代码、setTimeout、setInterval

• 微任务(micro-task)：Promise、process.nextTick

所以说setTimeout是异步任务中的 宏任务 ，而Promise是异步任务中的 微任务 。不管是 微任务 还是 宏任务,都会进入相应的 Event Queue， 接下来我们在看一个流程图。

我们来稍微理解一下：

•  1. 执行宏任务（script代码）

•  2. 当执行宏任务的时遇到了微任务，就会将微任务添加进 Event Queue

•  3. 在当前宏任务执行完成后，会查看微任务的 Event Queue ，并将里面全部的微任务依次执行完

•  4. 在执行玩所有的为微任务之后，继续进行第一步，以此循环

这便也是 javaScript 的运行机制，结合这个我们再重新的分析一下上面的例子。

•  1. 首先执宏任务（script代码 ），遇到setTimeout将其添加进宏任务的Event Queue。

•  2. 继续往下，在执行到new Promise，打印 "promise start"。

•  3. 在执行到resolve，.then是微任务，添加进微任务的Event Queue。

•  4. 在执行 console.log('script end');打印 "script end"。

•  5. 到这里本轮的宏任务就已经全部执行结束了，这时查找微任务的 Eevent Queue 是否存在可执行的微任务， 发现有刚才在第三步添加进去额度.then，执行并打印 "promise then"

•  6. 这时第一轮的 event loop 就已经彻底结束了，下一轮 event loop 先执行一个宏任务，发现宏任务的Event Queue中有添加进去的setTimeout，执行并打印 "setTimeout start"

永远记住JavaScript是单线程，以前是、现在是、将来也会是。所有的多线程说法都是扯淡。

即使是Event Queue，也只不是实现异步的方式，也是js的执行机制。

以后能用JavaScript实现的。都将会用JavaScript来实现。

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