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web前端-JavaScript的執行機制

一、引子
本文介紹JavaScript執行機制,這一部分比較抽象,我們先從一道面試題入手:

console.log(1);
setTimeout(function(){
console.log(3);
},0);
console.log(2);
請問數字列印順序是什麼?
這一題看似很簡單,但如果你不瞭解JavaScript執行機制,很容易就答錯了。題目的答案是依次輸出1 2 3,如果你有疑惑,下文有詳細解釋。

二、理解JS的單執行緒的概念
JavaScript語言的一大特點就是單執行緒,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的單執行緒,與它的用途有關。作為瀏覽器指令碼語言,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執行緒,否則會帶來很複雜的同步問題。比如,假定JavaScript同時有兩個執行緒,一個執行緒在某個DOM節點上新增內容,另一個執行緒刪除了這個節點,這時瀏覽器應該以哪個執行緒為準?
所以,為了避免複雜性,從一誕生,JavaScript就是單執行緒,這已經成了這門語言的核心特徵,將來也不會改變。

三、理解任務佇列(訊息佇列)
單執行緒就意味著,所有任務需要排隊,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,後一個任務就不得不一直等著。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"任務佇列"通知主執行緒,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。接下來我們通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”);
請問最後的輸出結果是什麼?
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()死迴圈,下面語句就沒辦法執行。

console.log(“A”);
setTimeout(function(){console.log(“B”);
},0);while(true){}
請問最後的輸出結果是什麼?
如果你的答案是A,恭喜你現在對js執行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
非同步執行的執行機制如下:

所有同步任務都在主執行緒上執行,形成一個執行棧(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執行結果,就在"任務佇列"之中放置一個事件。

一旦"執行棧"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"中讀取事件,這個過程是迴圈不斷的,所以整個的這種執行機制又稱為Event Loop(事件迴圈)。只要主執行緒空了,就會去讀取"任務佇列",這就是JavaScript的執行機制。這個過程會迴圈反覆。以下這張圖可以很好說明這點。
在這裡插入圖片描述
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佇列:

setTimeout和setlnterval

DOM事件

ES6中的Promise

Ajax非同步請求

javascript 程式碼執行分兩個階段:

1、預解析—把所有的函式定義提前,所有的變數宣告提前,變數的賦值不提前

2、執行—從上到下執行(按照js執行機制)

至於放入非同步任務佇列的時機,我們通過 setTimeout的例子和Ajax例子來詳細說明:

例題1for (var i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}
請問最後的輸出結果是什麼?
for迴圈一次碰到一個 setTimeout(),並不是馬上把setTimeout()拿到非同步佇列中,而要等到一秒後,才將其放到任務佇列裡面,一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢(即for迴圈結束,此時i已經為5),系統就會讀取已經存放"任務佇列"的setTimeout()(有五個),於是答案是輸出5個5。

上面也提到,在到達指定時間時,定時器就會將相應回撥函式插入“任務佇列”尾部。這就是“定時器(timer)”功能。

關於定時器的重要補充:

定時器包括setTimeout與 setInterval 兩個方法。它們的第二個引數是指定其回撥函式推遲/每隔多少毫秒數後執行。

對於第二個引數有以下需要注意的地方:

當第二個引數預設時,預設為 0;

當指定的值小於 4 毫秒,則增加到 4ms(4ms 是 HTML5 標準指定的,對於 2010 年及之前的瀏覽器則是 10ms);也就是說至少需要4毫秒,該setTimeout()拿到任務佇列中。

例題2
$.ajax({
url:“xxxxx",
success:function (result){
console.log(“a”)
}
})
setTimeout(function (){
console.log(“b”)
},100)
setTimeout(function (){
console.log(“c”)
})
console.log(“d”);
在這裡插入圖片描述
ajax載入完成時才會放入非同步佇列,至於這段時間不確定,所有有兩種情況:①大於100ms,最後的結果是 d c b a ;②小於100ms,最後的結果便是d c a b。

六、題外話
如果要輸出0~4,上面例題應該如何修改?

將var變為let

for (let i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}
2.加個立即執行函式

for (var i = 0; i < 5; i++) {(function(i){
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);})(i)
}
3.也可以通過這樣加閉包

for(var i = 1;i < 5;i++){
var a = function(){
var j = i;
setTimeout(function(){
console.log(j);
},1000)
}
a();
}
最後:

“相信有很多想學前端的小夥伴,今年年初我花了一個月整理了一份最適合2018年學習的web前端乾貨,從最基礎的HTML+CSS+JS到移動端HTML5到各種框架都有整理,送給每一位前端小夥伴,53763,1707這裡是小白聚集地,歡迎初學和進階中的小夥伴。”
在這裡插入圖片描述