深入理解JS引擎的執行機制

• 1.靈魂三問 : JS為什么是單線程的? 為什么需要異步? 單線程又是如何實現異步的呢?
• 2.JS中的event loop(1)
• 3.JS中的event loop(2)
• 4.說說setTimeout

首先,請牢記2點:

(1) JS是單線程語言

(2) JS的Event Loop是JS的執行機制。深入了解JS的執行,就等于深入了解JS里的event loop

1.靈魂三問 : JS為什么是單線程的? 為什么需要異步? 單線程又是如何實現異步的呢?

技術的出現,都跟現實世界里的應用場景密切相關的。

同樣的,我們就結合現實場景,來回答這三個問題

(1) JS為什么是單線程的?

JS最初被設計用在瀏覽器中,那么想象一下,如果瀏覽器中的JS是多線程的。

場景描述:
那么現在有2個進程,process1 process2,由于是多進程的JS,所以他們對同一個dom,同時進行操作
process1 刪除了該dom,而process2 編輯了該dom,同時下達2個矛盾的命令,瀏覽器究竟該如何執行呢?

這樣想,JS為什么被設計成單線程應該就容易理解了吧。

(2) JS為什么需要異步?

場景描述:
如果JS中不存在異步,只能自上而下執行,如果上一行解析時間很長,那么下面的代碼就會被阻塞。
對于用戶而言,阻塞就意味著"卡死",這樣就導致了很差的用戶體驗

所以,JS中存在異步執行。

(3) JS單線程又是如何實現異步的呢?

既然JS是單線程的,只能在一條線程上執行,又是如何實現的異步呢?

是通過的事件循環(event loop),理解了event loop機制,就理解了JS的執行機制

2.JS中的event loop(1)

例1,觀察它的執行順序

 console.log(1)
 setTimeout(function(){
 console.log(2)
 },0)
 console.log(3)

運行結果是: 1 3 2

也就是說,setTimeout里的函數并沒有立即執行,而是延遲了一段時間,滿足一定條件后,才去執行的,這類代碼,我們叫異步代碼。

所以,這里我們首先知道了JS里的一種分類方式,就是將任務分為: 同步任務和異步任務

圖片描述

按照這種分類方式:JS的執行機制是

• 首先判斷JS是同步還是異步,同步就進入主進程,異步就進入event table
• 異步任務在event table中注冊函數,當滿足觸發條件后,被推入event queue
• 同步任務進入主線程后一直執行,直到主線程空閑時,才會去event queue中查看是否有可執行的異步任務,如果有就推入主進程中

以上三步循環執行,這就是event loop

所以上面的例子,你是否可以描述它的執行順序了呢?

console.log(1) 是同步任務,放入主線程里
setTimeout() 是異步任務,被放入event table, 0秒之后被推入event queue里
console.log(3 是同步任務,放到主線程里
當 1、 3在控制條被打印后,主線程去event queue(事件隊列)里查看是否有可執行的函數,執行setTimeout里的函數

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3.JS中的event loop(2)

所以,上面關于event loop就是我對JS執行機制的理解,直到我遇到了下面這段代碼

例2:

 setTimeout(function(){
 console.log('定時器開始啦')
 });
 new Promise(function(resolve){
 console.log('馬上執行for循環啦');
 for(var i = 0; i < 10000; i++){
 i == 99 && resolve();
 }
 }).then(function(){
 console.log('執行then函數啦')
 });
 console.log('代碼執行結束');

嘗試按照,上文我們剛學到的JS執行機制去分析

setTimeout 是異步任務,被放到event table
new Promise 是同步任務,被放到主進程里,直接執行打印 console.log('馬上執行for循環啦')
.then里的函數是 異步任務,被放到event table
 console.log('代碼執行結束')是同步代碼,被放到主進程里,直接執行

所以,結果是 【馬上執行for循環啦 --- 代碼執行結束 --- 定時器開始啦 --- 執行then函數啦】嗎?

親自執行后,結果居然不是這樣,而是【馬上執行for循環啦 --- 代碼執行結束 --- 執行then函數啦 --- 定時器開始啦】

那么,難道是異步任務的執行順序,不是前后順序,而是另有規定? 事實上,按照異步和同步的劃分方式,并不準確。

而準確的劃分方式是:

• macro-task(宏任務)：包括整體代碼script，setTimeout，setInterval
• micro-task(微任務)：Promise，process.nextTick

clipboard.png

按照這種分類方式:JS的執行機制是

• 執行一個宏任務,過程中如果遇到微任務,就將其放到微任務的【事件隊列】里
• 當前宏任務執行完成后,會查看微任務的【事件隊列】,并將里面全部的微任務依次執行完

重復以上2步驟,結合event loop(1) event loop(2) ,就是更為準確的JS執行機制了。

嘗試按照剛學的執行機制,去分析例2:

首先執行script下的宏任務,遇到setTimeout,將其放到宏任務的【隊列】里
遇到 new Promise直接執行,打印"馬上執行for循環啦"
遇到then方法,是微任務,將其放到微任務的【隊列里】
打印 "代碼執行結束"
本輪宏任務執行完畢,查看本輪的微任務,發現有一個then方法里的函數, 打印"執行then函數啦"
到此,本輪的event loop 全部完成。
下一輪的循環里,先執行一個宏任務,發現宏任務的【隊列】里有一個 setTimeout里的函數,執行打印"定時器開始啦"

所以最后的執行順序是【馬上執行for循環啦 --- 代碼執行結束 --- 執行then函數啦 --- 定時器開始啦】

4. 談談setTimeout

這段setTimeout代碼什么意思? 我們一般說: 3秒后,會執行setTimeout里的那個函數

 setTimeout(function(){
 console.log('執行了')
 },3000) 

但是這種說并不嚴謹,準確的解釋是: 3秒后,setTimeout里的函數被會推入event queue,而event queue(事件隊列)里的任務,只有在主線程空閑時才會執行。

所以只有滿足 (1)3秒后 (2)主線程空閑,同時滿足時,才會3秒后執行該函數

如果主線程執行內容很多,執行時間超過3秒,比如執行了10秒,那么這個函數只能10秒后執行了.

好啦，此次分享到這里就結束了。