写在最前面:这是我即将开始写的一个系列,主要是在框架横行的时代,虽然上班用的是框架,但是对于面试,以及技术进阶,JS基础知识的铺垫是锦上添花,也是不得不学习的一块知识,虽然开汽车的不需要很懂汽车,只需要掌握汽车的常用功能即可。但是如果你懂汽车,那你也能更好地开车,同理。当然,一篇文章也不会光光只讲一个知识点,一般会将有关联的知识点串联起来,一边记录自己的学习,一边分享自己的学习,互勉!如果可以的话,也请给我点个赞,你的点赞也能让我更加努力地更新!
概览
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食用时间: 10-15分钟
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难度: 简单,别跑,看完再走
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食用价值: JS单线程,搞懂同步异步,微任务与宏任务,Event Loop,文末一题
单线程的JS
大家应该都知道 JS
有一个特性,在刚开始学习的时候应该就知道了,那就是 JS
是单线程的。
那么,为什么 JS
是单线程的呢,明明多线程能提升效率啊。
其实,这个与它的本身用途也有关系, JS
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 JS
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?
单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着。
如果排队是因为计算量大, CPU
忙不过来,倒也算了,但是很多时候 CPU
是闲着的,因为IO设备(输入输出设备)很慢(比如Ajax操作从网络读取数据),不得不等着结果出来,再往下执行。
JavaScript语言的设计者意识到,这时主线程完全可以不管IO设备,挂起处于等待中的任务,先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果,再回过头,把挂起的任务继续执行下去。这就有了之后的同步任务和异步任务
于是,所有任务可以分成两种,一种是同步任务( synchronous
),另一种是异步任务( asynchronous
)。同步任务指的是,在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务;异步任务指的是,不进入主线程、而进入”任务队列”(task queue)的任务,只有”任务队列”通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程执行。
所以,是单线程的出现,才引发了同步和异步的出现,接下来,让我们来引入一个生活中的例子,方便大家更好地理解同步和异步
参考于阮一峰 JavaScript 运行机制详解:再谈Event Loop
现实生活中的同步与异步
就比方说我们平时吃KFC,我们都要去收银台排队,(别跟我说扫码点餐!),假设我们点了一份炸鸡 + 付款一分钟,取餐需要五分钟,这个时候店员说,按照我们店里的规定,我们只能一个接一个的服务客户,后面的客户必须等当前这个客户取完餐,才能换下一个客户点餐,而这种情况,那就是所谓的同步,就是按顺序执行,一件事情做完了,才能做下一件事情。
但是结果是很明显的,这种接客方式也未免效率太低了,那KFC估计也支撑不到今天就已经倒闭了。
为了提升自己的服务效率,后来,KFC推出了 点餐区
以及 取餐区
。在你付款完成以后,给你一张取餐小票,就可以从收银台的队列中出去啦,让下一个客户赶紧点餐,而你只需要等前台通知你,你要的套餐做好啦,快来取餐区取餐啦。
JS中的同步与异步
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同步
任务从上往下按顺序执行,后一个任务必须等待前一个任务执行完(后一个点餐的人必须要等前一个人取完餐)
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异步
前一个任务还没执行完(前一个人还没取完餐), 也没关系,直接执行下一个任务(让下一个客户点餐),等到前台通知取餐,在执行(取餐)
经过同步任务和异步任务的划分,程序的运行效率明显提高了(KFC的接待效率)
微任务与宏任务
上面已经对同步任务和异步任务进行了划分,我们都知道,同步任务就是按顺序执行,从上往下。
那么,异步任务也是有它的执行顺序的,它也是从上往下,但是,异步任务里,对于异步类型还有进一步的划分,那就是接下来我们要讲的微任务和宏任务,切记微任务比宏任务先执行
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微任务(
micro-task
)process.nextTick、Promise、MutationObserver等
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宏任务(
macro-task
)setTimeout、setInterval、 setImmediate、script(整体代码)、I/O 操作等
值得注意的是, Promise
是有一点特殊性的,因为Promise构造函数中函数体的代码都是立即执行的 , 而 Promise.then()
和 Promise.catch()
属于微任务,也就是 resolve()
和 reject()
对于上面这句话的理解,可以来看下下面的例子
new Promise(function (resolve) {
console.log(1)
})
上面这段实例代码的 1
,是直接输出的,属于同步任务,虽然它确实在 Promise
中
学会如何区分微任务与宏任务之后,我们也就对异步任务的执行顺序划分有了进一步的了解
调用栈
这是最后要介绍的一个角色,也就是真正执行代码,执行任务的地方
Event Loop
初始状态下,调用栈空。微任务队列空,宏任务队列里有且只有一个 script 脚本(整体代码)。这时首先执行并出队的就是 整体代码
整体代码作为宏任务进入调用栈,进行同步任务和异步任务的区分
同步任务直接执行并且在执行完之后出栈,异步任务进行微任务与宏任务的划分,分别被推入进入微任务队列和宏任务队列
等同步任务执行完了(调用栈为空)以后,再处理微任务队列,将微任务队列压入调用栈
当调用栈中的微任务队列被处理完了(调用栈为空)之后,再将宏任务队列压入调用栈,直至调用栈再一次为空,一次轮回结束
整体的运行流程可以查看下图,红色箭头为主要的执行流程,整体代码(宏任务) => 同步任务 => 微任务队列 => 宏任务队列
虽然整体代码确实是一开始作为宏任务执行的,但是,希望大家还是要切记,在异步任务中,微任务队列比宏任务队列先执行(方便记忆)
关于这个 Event Loop
,其实涉及了很多的知识点,包括 微任务 , 宏任务 , 调用栈 , 执行上下文 ,同步与异步 , 任务队列
文末一题
console.log(1)
setTimeout(function() {
console.log(2)
})
new Promise(function (resolve) {
console.log(3)
resolve()
}).then(function () {
console.log(4)
}).then(function() {
console.log(5)
})
console.log(6)
通过上面的学习,这道题就显得十分简单了,答案就是 1 3 6 4 5 2
不明白的话,可以看看我下面的这一段分析,我们从上往下,将代码抽离成三部分,同步任务,微任务队列以及宏任务队列
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同步任务
console.log(1)
console.log(3)
console.log(6)
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微任务队列
console.log(4) //Promise.then()
console.log(5) //Promise.then()
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宏任务队列
console.log(2) //setTimeout
所以,答案一眼就能看的出来是 1 3 6 4 5 2
目录
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一文搞懂JS系列(一)之编译原理,作用域,作用域链,变量提升,暂时性死区
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一文搞懂JS系列(二)之JS内存生命周期,栈内存与堆内存,深浅拷贝
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一文搞懂JS系列(三)之垃圾回收机制,内存泄漏,闭包
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一文搞懂JS系列(四)之闭包应用-柯里化,偏函数
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一文搞懂JS系列(五)之闭包应用-防抖,节流
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一文搞懂JS系列(六)之微任务与宏任务,Event Loop
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一文搞懂JS系列(七)之构造函数,new,实例对象,原型,原型链,ES6中的类