为什么 JavaScript 是单线程?

JavaScript 语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事。那么,为什么 JavaScript 不能有多个线程呢?这样能提高效率啊。

JavaScript 的单线程,与它的用途有关。作为浏览器脚本语言,JavaScript 的主要用途是与用户互动,以及操作 DOM。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题。比如,假定 JavaScript 同时有两个线程,一个线程在某个 DOM 节点上添加内容,另一个线程删除了这个节点,这时浏览器应该以哪个线程为准?

所以,为了避免复杂性,从一诞生,JavaScript 就是单线程,这已经成了这门语言的核心特征,将来也不会改变。

为了利用多核 CPU 的计算能力,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。所以,这个新标准并没有改变 JavaScript 单线程的本质。

Event Loop

参考地址:Event Loop 这个循环你晓得么?(附 GIF 详解)-饿了么前端

任务队列的本质

  • 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈(execution context stack)。
  • 主线程之外,还存在一个”任务队列”(task queue)。只要异步任务有了运行结果,就在”任务队列”之中放置一个事件。
  • 一旦”执行栈”中的所有同步任务执行完毕,系统就会读取”任务队列”,看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务,于是结束等待状态,进入执行栈,开始执行。
  • 主线程不断重复上面的第三步。

异步任务

  • setTimeOut、setInterval
  • DOM 事件
  • Promise

JavaScript 实现异步编程的方法?

  • 回调函数
  • 事件监听
  • 发布/订阅
  • Promises 对象
  • Async 函数[ES7]

关于 setTimeOut、setImmediate、process.nextTick()的比较

setTimeout()

将事件插入到了事件队列,必须等到当前代码(执行栈)执行完,主线程才会去执行它指定的回调函数。 当主线程时间执行过长,无法保证回调会在事件指定的时间执行。 浏览器端每次 setTimeout 会有 4ms 的延迟,当连续执行多个 setTimeout,有可能会阻塞进程,造成性能问题。

setImmediate()

事件插入到事件队列尾部,主线程和事件队列的函数执行完成之后立即执行。和 setTimeout(fn,0)的效果差不多。 服务端 node 提供的方法。浏览器端最新的 api 也有类似实现:window.setImmediate,但支持的浏览器很少。

process.nextTick()

插入到事件队列尾部,但在下次事件队列之前会执行。也就是说,它指定的任务总是发生在所有异步任务之前,当前主线程的末尾。 大致流程:当前”执行栈”的尾部–>下一次 Event Loop(主线程读取”任务队列”)之前–>触发 process 指定的回调函数。 服务器端 node 提供的办法。用此方法可以用于处于异步延迟的问题。 可以理解为:此次不行,预约下次优先执行。

浏览器的 Tasks、microtasks、 queues 和 schedules

Promise

Promise 本身是同步的立即执行函数, 当在 executor 中执行 resolve 或者 reject 的时候, 此时是异步操作, 会先执行 then/catch 等,当主栈完成后,才会去调用 resolve/reject 中存放的方法执行,打印 p 的时候,是打印的返回结果,一个 Promise 实例。

async await

Async/Await 就是一个自执行的 generate 函数。利用 generate 函数的特性把异步的代码写成“同步”的形式。

async 函数返回一个 Promise 对象,当函数执行的时候,一旦遇到 await 就会先返回,等到触发的异步操作完成,再执行函数体内后面的语句。可以理解为,是让出了线程,跳出了 async 函数体。

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