理解javascript的同步与异步模式

你可能知道，Javascript语言的执行环境是"单线程"（single thread）。

所谓"单线程"，就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务，以此类推。

这种模式的好处是实现起来比较简单，执行环境相对单纯；坏处是只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应（假死），往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。

为了解决这个问题，Javascript语言将任务的执行模式分成两种：同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）。

"同步模式"就是上一段的模式，后一个任务等待前一个任务结束，然后再执行，程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的；"异步模式"则完全不同，每一个任务有一个或多个回调函数（callback），前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

"异步模式"非常重要。在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应，最好的例子就是Ajax操作。在服务器端，"异步模式"甚至是唯一的模式，因为执行环境是单线程的，如果允许同步执行所有http请求，服务器性能会急剧下降，很快就会失去响应。

异步调用并不会阻止代码的顺序执行，而是在将来的某一个时刻触发设置好的逻辑，所以我们

1. 并不知道逻辑什么时候会被调用
2. 只能定义当触发的时候逻辑是什么
3. 只能等待，同时可以去处理其他的逻辑

setTimeout就是这样的一个异步调用。

var a = 1;     
function f1(a){
	console.log("I am in f1");
	setTimeout(function () {
	  a += 2;
	  console.log("f1:"+a);	  
	}, 1000);
}
f1(a);
console.log("out:"+a);

得到的结果如下所示：

I am in f1
out:1
f1:3

可以看出来代码的执行过程确实是先执行了f1函数，再进行console输出，但是setTimeout的回调函数却在执行过程中被挂起，直到1s过后才被调用。在等待过程中javascript选择先执行后面的操作，即console输出。

实际上，异步函数，如setTimeout和setInterval，是被压入了称之为Event Loop的队列。

Event Loop是一个回调函数队列。当异步函数执行时，回调函数会被压入这个队列。JavaScript引擎直到异步函数执行完成后，才会开始处理事件循环。这意味着JavaScript代码不是多线程的，即使表现的行为相似。事件循环是一个先进先出（FIFO）队列，这说明回调是按照它们被加入队列的顺序执行的。JavaScript被 node选做为开发语言，就是因为写这样的代码多么简单啊。

Node.js 使用事件驱动模型，当web server接收到请求，就把它关闭然后进行处理，然后去服务下一个web请求。当这个请求完成，它被放回处理队列，当到达队列开头，这个结果被返回给用户。这个模型非常高效可扩展性非常强，因为webserver一直接受请求而不等待任何读写操作。（这也被称之为非阻塞式IO或者事件驱动IO）在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数。

整个事件驱动的流程就是这么实现的，非常简洁。有点类似于观察者模式，事件相当于一个主题(Subject)，而所有注册到这个事件上的处理函数相当于观察者(Observer)。

在Node.js 异步编程的直接体现就是回调，下一篇将注重讲解回调函数的使用。