从setTimeout理解JS运行机制

作者: 番茄沙司a | 来源:发表于2018-08-30 21:25 被阅读191次

    引言


    setTimeout函数用来指定某个函数或某段代码,在多少毫秒之后执行。它返回一个整数,表示定时器(timer)的编号,以后可以用来取消这个定时器。

    1. 例子


    console.log(1);
    setTimeout(function () {
        console.log(2);
    }, 0);
    console.log(3);
    

    问:最后的打印顺序是什么?
    这个问题如果不了解js的运行机制就会答错
    正确答案是:1 3 2

    无论setTimeout的执行时间是0还是1000,结果都是先输出3后输出2,这就是面试官常常考查的js运行机制的问题,接下来我们要引入一个概念,JavaScript 是单线程的。

    2. JavaScript 单线程


    JavasScript引擎是基于事件驱动单线程执行的,JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来,然后加以处理,浏览器无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序。

    说的通俗一点就是JS在同一时间内只能做一件事,这也常被称为 “阻塞式执行”。

    2.1 任务队列

    那么单线程的JavasScript是怎么实现诸如事件点击触发回调函数、ajax通信、计时器这种异步处理的东西呢?
    答案是任务队列
    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)。

    2.1.1 同步任务

    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。

    • 输出
    • 变量的声明

    2.1.2 异步任务

    • setTimeout和setInterval
    • DOM事件
    • ES6中的Promise

    3. setTimeout运行机制


    setTimeout和setInterval的运行机制是,将指定的代码移出本次执行,等到下一轮Event Loop时,再检查是否到了指定时间。如果到了,就执行对应的代码;如果不到,就等到再下一轮Event Loop时重新判断。这意味着,setTimeout指定的代码,必须等到本次执行的所有代码都执行完,才会执行。

    优先关系:异步任务要挂起,执行同步任务,同步任务执行完毕才会进行异步任务。

    4. 例子


    console.log('A');
    setTimeout(function () {
        console.log('B');
    }, 0);
    while (1) {}
    

    大家再猜一下这个输出的结果会是什么?
    正确答案是:A

    注:必须先注释掉代码,执行后一定要会强制删除进程,不然会卡住。

    同步队列输出A之后,陷入while(true){}的死循环中,异步任务不会被执行。类似的,有时addEventListener()方法监听点击事件click,用户点了某个按钮会卡死,就是因为当前JS正在处理同步队列,无法将click触发事件放入执行栈,不会执行,出现“假死”。

    5. 例子


    for (var i = 0; i < 4; i++) {
        setTimeout(function () {
            console.log(i);
        }, 1000);
    }
    

    正确答案是:4 4 4 4

    for循环是一个同步任务,为什么连续输出四个4?
    因为有队列插入的时间
    执行时间从1000改成0,还是四个4。

    5.1 异步队列执行的时间

    那么执行到异步任务的时候,会直接放到异步队列中吗?不一定。浏览器有个timer模块,定时器到了执行时间才会把异步任务放到异步队列。for循环体执行的过程中并没有把setTimeout放到异步队列中,只是交给定时器模块了。4个循环体执行速度非常快。定时器到这个时间才会把setTimeout语句放到异步队列中,异步队列执行事件循环。

    难点是异步队列的放入时间和执行时间。

    6. 事件循环 Event Loop

    主线程从"任务队列"中读取事件,这个过程是循环不断的,所以整个的这种运行机制又称为Event Loop(事件循环)。

    有时候明明写的延时3秒,实际却5,6秒才执行函数,这又是因为什么?

    setTimeout 并不能保证执行的时间,是否及时执行取决于 JavaScript 线程是拥挤还是空闲。浏览器的JS引擎遇到setTimeout,拿走之后不会立即放入异步队列,同步任务执行之后,到时间之内放到异步队列中。即使setTimeout设置的0毫秒,也按4毫秒算,继续执行。(HTML5标准规定了setTimeout()的第二个参数的最小值(最短间隔),不得低于4毫秒,如果低于这个值,就会自动增加。在此之前,老版本的浏览器都将最短间隔设为10毫秒。)执行栈空了就从异步队列中执行,如此循环,就叫Event Loop。

    总结


    JavaScript通过事件循环和浏览器各线程协调共同实现异步

    知识点梳理

    • 理解JS的单线程的概念
    • 理解任务队列
    • 理解Event Loop
    • 理解哪些语句会放入异步任务队列
    • 理解语句放入异步任务队列的时机

    最后,希望大家阅后有所收获。

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      网友评论

      • 梁_lmx:for (let i = 0; i < 4; i++) {
        setTimeout(function () {
        console.log(i);
        }, 1000);
        }
        应该改成var 才是输出四个4,let:0,1,2,3
        梁_lmx:@番茄沙司a 🙂
        番茄沙司a:是的。在setTimeout的时候,匿名函数会被创建,当匿名函数执行的时候,会查找当前运行环境的 i 的值。 var声明的 i ,运行环境的 i 的值为4,但是let声明的 i,运行环境中 i 的值是每一个循环创建匿名函数时候的 i。 所以得到了0-3。即let只在代码块中有效。感谢梁同学指正

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