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js同步、異步、回調的執行順序以及閉包的理解

調用 develop 打印 有一個 日誌 ima get 由於 修改

首先,記住同步第一、異步第二、回調最末的口訣

公式表達:同步=>異步=>回調

看一道經典的面試題:

for (var i = 0; i < 5; i++) {
    setTimeout(function() {
        console.log(‘i: ‘,i);
    }, 1000);
}

console.log(i);

//輸出
5
i:  5
i:  5
i:  5
i:  5
i:  5

這道題目大家都遇到過了吧,那麽為什麽會輸出這個呢?記住我們的口訣 同步 => 異步 => 回調

1、for循環和循環體外部的console是同步的,所以先執行for循環,再執行外部的console.log。(同步優先)

2、for循環裏面有一個setTimeout回調,他是墊底的存在,只能最後執行。(回調墊底)

那麽,為什麽我們最先輸出的是5呢?

非常好理解,for循環先執行,但是不會給setTimeout傳參(回調墊底),等for循環執行完,就會給setTimeout傳參,而外部的console打印出5是因為for循環執行完成了。

知乎有大神講解過 80% 應聘者都不及格的 JS 面試題 ,就是以這個例子為開頭的。但是沒有說為什麽setTimeout是輸出5個5。

這裏涉及到JavaScript執行棧和消息隊列的概念,概念的詳細解釋可以看阮老師的 JavaScript 運行機制詳解:再談Event Loop - 阮一峰的網絡日誌,或者看 並發模型與Event Loop

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《圖片來自於MDN官方》

我拿這個例子做一下講解,JavaScript單線程如何處理回調呢?JavaScript同步的代碼是在堆棧中順序執行的,而setTimeout回調會先放到消息隊列,for循環每執行一次,就會放一個setTimeout到消息隊列排隊等候,當同步的代碼執行完了,再去調用消息隊列的回調方法。

在這個經典例子中,也就是說,先執行for循環,按順序放了5個setTimeout回調到消息隊列,然後for循環結束,下面還有一個同步的console,執行完console之後,堆棧中已經沒有同步的代碼了,就去消息隊列找,發現找到了5個setTimeout,註意setTimeout是有順序的。

那麽,setTimeout既然在最後才執行,那麽他輸出的i又是什麽呢?答案就是5。。有人說不是廢話嗎?

現在告訴大家為什麽setTimeout全都是5,JavaScript在把setTimeout放到消息隊列的過程中,循環的i是不會及時保存進去的,相當於你寫了一個異步的方法,但是ajax的結果還沒返回,只能等到返回之後才能傳參到異步函數中。
在這裏也是一樣,for循環結束之後,因為i是用var定義的,所以var是全局變量(這裏沒有函數,如果有就是函數內部的變量),這個時候的i是5,從外部的console輸出結果就可以知道。那麽當執行setTimeout的時候,由於全局變量的i已經是5了,所以傳入setTimeout中的每個參數都是5。很多人都會以為setTimeout裏面的i是for循環過程中的i,這種理解是不對的。

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我們給第一個例子加一行代碼。

for (var i = 0; i < 5; ++i) {
    setTimeout(function() {
        console.log(‘2: ‘,i);
    }, 1000);
    console.log(‘1: ‘, i); //新加一行代碼
}

console.log(i);

//輸出
1:  0
1:  1
1:  2
1:  3
1:  4
5
2:  5
2:  5
2:  5
2:  5
2:  5

同步 => 異步 => 回調 (強化記憶)

這個例子可以很清楚的看到先執行for循環,for循環裏面的console是同步的,所以先輸出,for循環結束後,執行外部的console輸出5,最後再執行setTimeout回調 55555。。。

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那麽面試官會問,怎麽解決這個問題?

最簡單的當然是let語法啦。

for (let i = 0; i < 5; ++i) {
    setTimeout(function() {
        console.log(‘2: ‘,i);
    }, 1000);
}

console.log(i);

//輸出
i is not defined
2:  0
2:  1
2:  2
2:  3
2:  4

咦,有同學問,為什麽外部的i報錯了呢?
又有同學問,你這個口訣在這裏好像不適應啊?

let是ES6語法,ES5中的變量作用域是函數,而let語法的作用域是當前塊,在這裏就是for循環體。在這裏,let本質上就是形成了一個閉包。也就是下面這種寫法一樣的意思。如果面試官對你說用下面的這種方式,還有let的方式,你可以嚴肅的告訴他:這就是一個意思!這也就是為什麽有人說let是語法糖。

var loop = function (_i) {
    setTimeout(function() {
        console.log(‘2:‘, _i);
    }, 1000);
};

for (var _i = 0; _i < 5; _i++) {
    loop(_i);
}

console.log(i);

寫成ES5的形式,你是不是發現就適合我說的口訣了?而用let的時候,你發現看不懂?那是因為你沒有真正了解ES6的語法原理。

我們來分析一下,用了let作為變量i的定義之後,for循環每執行一次,都會先給setTimeout傳參,準確的說是給loop傳參,loop形成了一個閉包,這樣就執行了5個loop,每個loop傳的參數分別是0,1,2,3,4,然後loop裏面的setTimeout會進入消息隊列排隊等候。當外部的console執行完畢,因為for循環裏的i變成了一個新的變量 _i ,所以在外部的console.log(i)是不存在的。

現在可以解釋閉包的概念了:當內部函數以某一種方式被任何一個外部函數作用域訪問時,一個閉包就產生了。

我知道你又要我解釋這句話了,loop(_i)是外部函數,setTimeout是內部函數,當setTimeout被loop的變量訪問的時候,就形成了一個閉包。

隨便舉個新的例子。

function t() {
    var a = 10;
    var b = function() {
        console.log(a);    
    }
    b();
}
t(); //輸出 10

跟我一起念口訣:同步 => 異步 => 回調 (強化記憶)

先執行函數t,然後js就進入了t內部,定義了一個變量,然後執行函數b,進入b內部,然後打印a,這裏都是同步的代碼,沒什麽異議,那麽這裏怎麽解釋閉包:函數t是外部函數,函數b是內部函數,當函數b被函數t的變量訪問的時候,就形成了閉包。

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上面主要講了同步和回調執行順序的問題,接著我就舉一個包含同步、異步、回調的例子。

let a = new Promise(
  function(resolve, reject) {
    console.log(1)
    setTimeout(() => console.log(2), 0)
    console.log(3)
    console.log(4)
    resolve(true)
  }
)
a.then(v => {
  console.log(8)
})

let b = new Promise(
  function() {
    console.log(5)
    setTimeout(() => console.log(6), 0)
  }
)

console.log(7)

1、看同步代碼:a變量是一個Promise,我們知道Promise是異步的,是指他的then()和catch()方法,Promise本身還是同步的,所以這裏先執行a變量內部的Promise同步代碼。(同步優先)

    console.log(1)
    setTimeout(() => console.log(2), 0) //回調
    console.log(3)
    console.log(4)

2、Promise內部有4個console,第二個是一個setTimeout回調(回調墊底)。所以這裏先輸出1,3,4回調的方法丟到消息隊列中排隊等著。

3、接著執行resolve(true),進入then(),then是異步,下面還有同步沒執行完呢,所以then也滾去消息隊列排隊等候。(真可憐)(異步靠邊)
4、b變量也是一個Promise,和a一樣,執行內部的同步代碼,輸出5,setTimeout滾去消息隊列排隊等候。

5、最下面同步輸出7。

6、同步的代碼執行完了,JavaScript就跑去消息隊列呼叫異步的代碼:異步,出來執行了。這裏只有一個異步then,所以輸出8。

7、異步也over,輪到回調的孩子們:回調,出來執行了。這裏有2個回調在排隊,他們的時間都設置為0,所以不受時間影響,只跟排隊先後順序有關。則先輸出a裏面的回調2,最後輸出b裏面的回調6。

8、最終輸出結果就是:1、3、4、5、7、8、2、6。

我們還可以稍微做一點修改,把a裏面Promise的 setTimeout(() => console.log(2), 0)改成 setTimeout(() => console.log(2), 2),對,時間改成了2ms,為什麽不改成1試試呢?1ms的話,瀏覽器都還沒有反應過來呢。你改成大於或等於2的數字就能看到2個setTimeout的輸出順序發生了變化。所以回調函數正常情況下是在消息隊列順序執行的,但是使用setTimeout的時候,還需要註意時間的大小也會改變它的順序。

口訣不一定是萬能的,只能作為一個輔助,更重要的還是要理解JavaScript的運行機制,才能對代碼執行順序有清晰的路線。

還有async/await等其他異步的方案,不管是哪種異步,基本都適用這個口訣,對於新手來說,可以快速讀懂面試官出的js筆試題目。以後再也不用害怕做筆試題啦。

js同步、異步、回調的執行順序以及閉包的理解