深入理解JS引擎的执行机制

• 1.灵魂三问 : JS为什么是单线程的? 为什么需要异步? 单线程又是如何实现异步的呢?
• 2.JS中的event loop(1)
• 3.JS中的event loop(2)
• 4.说说setTimeout

首先,请牢记2点:

(1) JS是单线程语言

(2) JS用过Event Loop是JS的执行机制。想深入了解JS的执行,就等于深入了解JS里的event loop

1.灵魂三问 : JS为什么是单线程的? 为什么需要异步? 单线程又是如何实现异步的呢?

技术的出现,都跟现实世界里的应用场景密切相关的。

同样的,我们就结合现实场景,来回答这三个问题

(1) JS为什么是单线程的?

JS最初被设计用在浏览器中,那么想象一下,如果浏览器中的JS是多线程的。

  场景描述:

那么现在有2个进程,process1 process2,由于是多进程的JS,所以他们对同一个dom,同时进行操作

process1 删除了该dom,而process2 编辑了该dom,同时下达2个矛盾的命令,浏览器究竟该如何执行呢?

这样想,JS为什么被设计成单线程应该就容易理解了吧。

(2) JS为什么需要异步?

  场景描述:

如果JS中不存在异步,只能自上而下执行,如果上一行解析时间很长,那么下面的代码就会被阻塞。
对于用户而言,阻塞就意味着"卡死",这样就导致了很差的用户体验

所以,JS中存在异步执行。

(3) JS单线程又是如何实现异步的呢?

既然JS是单线程的,只能在一条线程上执行,又是如何实现的异步呢?

是通过的事件循环(event loop),理解了event loop机制,就理解了JS的执行机制

2.JS中的event loop(1)

例1,观察它的执行顺序

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

    console.log(3)
    

运行结果是: 1 3 2

也就是说,setTimeout里的函数并没有立即执行,而是延迟了一段时间,满足一定条件后,才去执行的,这类代码,我们叫异步代码。

所以,这里我们首先知道了JS里的一种分类方式,就是将任务分为: 同步任务和异步任务

图片描述

按照这种分类方式:JS的执行机制是

• 首先判断JS是同步还是异步,同步就进入主进程,异步就进入event table
• 异步任务在event table中注册函数,当满足触发条件后,被推入event queue
• 同步任务进入主线程后一直执行,直到主线程空闲时,才会去event queue中查看是否有可执行的异步任务,如果有就推入主进程中

以上三步循环执行,这就是event loop

所以上面的例子,你是否可以描述它的执行顺序了呢?

  console.log(1) 是同步任务,放入主线程里
setTimeout() 是异步任务,被放入event table, 0秒之后被推入event queue里
console.log(3 是同步任务,放到主线程里

当 1、 3在控制条被打印后,主线程去event queue(事件队列)里查看是否有可执行的函数,执行setTimeout里的函数

3.JS中的event loop(2)

所以,上面关于event loop就是我对JS执行机制的理解,直到我遇到了下面这段代码

例2:

   setTimeout(function(){
     console.log('定时器开始啦')
 });
 
 new Promise(function(resolve){
     console.log('马上执行for循环啦');
     for(var i = 0; i < 10000; i++){
         i == 99 && resolve();
     }
 }).then(function(){
     console.log('执行then函数啦')
 });
 
 console.log('代码执行结束');
    

尝试按照,上文我们刚学到的JS执行机制去分析

  setTimeout 是异步任务,被放到event table

new Promise 是同步任务,被放到主进程里,直接执行打印 console.log('马上执行for循环啦')

.then里的函数是 异步任务,被放到event table

 console.log('代码执行结束')是同步代码,被放到主进程里,直接执行
 

所以,结果是 【马上执行for循环啦 --- 代码执行结束 --- 定时器开始啦 --- 执行then函数啦】吗?

亲自执行后,结果居然不是这样,而是【马上执行for循环啦 --- 代码执行结束 --- 执行then函数啦 --- 定时器开始啦】

那么,难道是异步任务的执行顺序,不是前后顺序,而是另有规定? 事实上,按照异步和同步的划分方式,并不准确。

而准确的划分方式是:

• macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout，setInterval
• micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick

按照这种分类方式:JS的执行机制是

• 执行一个宏任务,过程中如果遇到微任务,就将其放到微任务的【事件队列】里
• 当前宏任务执行完成后,会查看微任务的【事件队列】,并将里面全部的微任务依次执行完

重复以上2步骤,结合event loop(1) event loop(2) ,就是更为准确的JS执行机制了。

尝试按照刚学的执行机制,去分析例2:

  首先执行script下的宏任务,遇到setTimeout,将其放到宏任务的【队列】里

遇到 new Promise直接执行,打印"马上执行for循环啦"

遇到then方法,是微任务,将其放到微任务的【队列里】

打印 "代码执行结束"

本轮宏任务执行完毕,查看本轮的微任务,发现有一个then方法里的函数, 打印"执行then函数啦"

到此,本轮的event loop 全部完成。


下一轮的循环里,先执行一个宏任务,发现宏任务的【队列】里有一个 setTimeout里的函数,执行打印"定时器开始啦"

所以最后的执行顺序是【马上执行for循环啦 --- 代码执行结束 --- 执行then函数啦 --- 定时器开始啦】

4. 谈谈setTimeout

这段setTimeout代码什么意思? 我们一般说: 3秒后,会执行setTimeout里的那个函数

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

但是这种说并不严谨,准确的解释是: 3秒后,setTimeout里的函数被会推入event queue,而event queue(事件队列)里的任务,只有在主线程空闲时才会执行。

所以只有满足 (1)3秒后 (2)主线程空闲,同时满足时,才会3秒后执行该函数

如果主线程执行内容很多,执行时间超过3秒,比如执行了10秒,那么这个函数只能10秒后执行了