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  • js单线程

    2021-01-14 19:15:22
    js 单线程 一、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...

    js 单线程

    一、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?

    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。

    二、任务队列

    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。

    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。

    具体来说,异步执行的运行机制如下。(同步执行也是如此,因为它可以被视为没有异步任务的异步执行。)
    (1)所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈(execution context stack)。
    (2)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。
    (3)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。
    (4)主线程不断重复上面的第三步。

    下图就是主线程和任务队列的示意图。
    在这里插入图片描述
    只要主线程空了,就会去读取”任务队列”,这就是JavaScript的运行机制。这个过程会不断重复。

    三、事件和回调函数

    “任务队列”是一个事件的队列(也可以理解成消息的队列),IO设备完成一项任务,就在”任务队列”中添加一个事件,表示相关的异步任务可以进入”执行栈”了。主线程读取”任务队列”,就是读取里面有哪些事件。

    “任务队列”中的事件,除了IO设备的事件以外,还包括一些用户产生的事件(比如鼠标点击、页面滚动等等)。只要指定过回调函数,这些事件发生时就会进入”任务队列”,等待主线程读取。

    所谓”回调函数”(callback),就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数,当主线程开始执行异步任务,就是执行对应的回调函数。

    “任务队列”是一个先进先出的数据结构,排在前面的事件,优先被主线程读取。主线程的读取过程基本上是自动的,只要执行栈一清空,”任务队列”上第一位的事件就自动进入主线程。但是,由于存在后文提到的”定时器”功能,主线程首先要检查一下执行时间,某些事件只有到了规定的时间,才能返回主线程。

    四、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)。

    为了更好地理解Event Loop,请看下图。(转引自Philip Roberts的演讲《Help, I’m stuck in an event-loop》)
    在这里插入图片描述

    上图中,主线程运行的时候,产生堆(heap)和栈(stack),栈中的代码调用各种外部API,它们在”任务队列”中加入各种事件(click,load,done)。只要栈中的代码执行完毕,主线程就会去读取”任务队列”,依次执行那些事件所对应的回调函数。

    执行栈中的代码(同步任务),总是在读取”任务队列”(异步任务)之前执行。请看下面这个例子

    
        var req = new XMLHttpRequest();
        req.open('GET', url);    
        req.onload = function (){};    
        req.onerror = function (){};    
        req.send();
        
    

    上面代码中的req.send方法是Ajax操作向服务器发送数据,它是一个异步任务,意味着只有当前脚本的所有代码执行完,系统才会去读取”任务队列”。所以,它与下面的写法等价。

    
     var req = new XMLHttpRequest();
        req.open('GET', url);
        req.send();
        req.onload = function (){};    
        req.onerror = function (){};   
        
    

    也就是说,指定回调函数的部分(onload和onerror),在send()方法的前面或后面无关紧要,因为它们属于执行栈的一部分,系统总是执行完它们,才会去读取”任务队列”。

    五、定时器

    除了放置异步任务的事件,”任务队列”还可以放置定时事件,即指定某些代码在多少时间之后执行。这叫做”定时器”(timer)功能,也就是定时执行的代码。

    定时器功能主要由setTimeout()和setInterval()这两个函数来完成,它们的内部运行机制完全一样,区别在于前者指
    定的代码是一次性执行,后者则为反复执行。以下主要讨论setTimeout()。

    setTimeout()接受两个参数,第一个是回调函数,第二个是推迟执行的毫秒数。

    
    console.log(1);
    setTimeout(function(){console.log(2);},1000);
    console.log(3);
    
    

    上面代码的执行结果是1,3,2,因为setTimeout()将第二行推迟到1000毫秒之后执行。

    如果将setTimeout()的第二个参数设为0,就表示当前代码执行完(执行栈清空)以后,立即执行(0毫秒间隔)指定的回调函数。

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

    上面代码的执行结果总是2,1,因为只有在执行完第二行以后,系统才会去执行”任务队列”中的回调函数。

    总之,setTimeout(fn,0)的含义是,指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行,也就是说,尽可能早得执行。它在”任务队列”的尾部添加一个事件,因此要等到同步任务和”任务队列”现有的事件都处理完,才会得到执行。

    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。另外,对于那些DOM的变动(尤其是涉及页面重新渲染的部分),通常不会立即执行,而是每16毫秒执行一次。这时使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。

    需要注意的是,setTimeout()只是将事件插入了”任务队列”,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。要是当前代码耗时很长,有可能要等很久,所以并没有办法保证,回调函数一定会在setTimeout()指定的时间执行。

    六、Node.js的Event Loop

    Node.js也是单线程的Event Loop,但是它的运行机制不同于浏览器环境。

    请看下面的示意图(作者@BusyRich)。

    在这里插入图片描述

    根据上图,Node.js的运行机制如下。

    1V8引擎解析JavaScript脚本。
    (2)解析后的代码,调用Node API。
    (3)libuv库负责Node API的执行。它将不同的任务分配给不同的线程,形成一个Event Loop(事件循环),
     以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。
    (4V8引擎再将结果返回给用户。
    
    

    除了setTimeout和setInterval这两个方法,Node.js还提供了另外两个与”任务队列”有关的方法:process.nextTick和setImmediate。它们可以帮助我们加深对”任务队列”的理解。

    process.nextTick方法可以在当前”执行栈”的尾部—-下一次Event Loop(主线程读取”任务队列”)之前—-触发回调函数。也就是说,它指定的任务总是发生在所有异步任务之前。setImmediate方法则是在当前”任务队列”的尾部添加事件,也就是说,它指定的任务总是在下一次Event Loop时执行,这与setTimeout(fn, 0)很像。请看下面的例子(via StackOverflow)。

    
    process.nextTick(function A() {
      console.log(1);
      process.nextTick(function B(){console.log(2);});
    });
    
    setTimeout(function timeout() {
      console.log('TIMEOUT FIRED');
    }, 0)
    // 1
    // 2
    // TIMEOUT FIRED
    
    

    上面代码中,由于process.nextTick方法指定的回调函数,总是在当前”执行栈”的尾部触发,所以不仅函数A比setTimeout指定的回调函数timeout先执行,而且函数B也比timeout先执行。这说明,如果有多个process.nextTick语句(不管它们是否嵌套),将全部在当前”执行栈”执行。

    现在,再看setImmediate。

    
    setImmediate(function A() {
      console.log(1);
      setImmediate(function B(){console.log(2);});
    });
    
    setTimeout(function timeout() {
      console.log('TIMEOUT FIRED');
    }, 0);
    
    

    上面代码中,setImmediate与setTimeout(fn,0)各自添加了一个回调函数A和timeout,都是在下一次Event Loop触发。那么,哪个回调函数先执行呢?答案是不确定。运行结果可能是1–TIMEOUT FIRED–2,也可能是TIMEOUT FIRED–1–2。

    令人困惑的是,Node.js文档中称,setImmediate指定的回调函数,总是排在setTimeout前面。实际上,这种情况只发生在递归调用的时候。

    
    setImmediate(function (){
      setImmediate(function A() {
        console.log(1);
        setImmediate(function B(){console.log(2);});
      });
    
      setTimeout(function timeout() {
        console.log('TIMEOUT FIRED');
      }, 0);
    });
    // 1
    // TIMEOUT FIRED
    // 2
    
    

    上面代码中,setImmediate和setTimeout被封装在一个setImmediate里面,它的运行结果总是1–TIMEOUT FIRED–2,这时函数A一定在timeout前面触发。至于2排在TIMEOUT FIRED的后面(即函数B在timeout后面触发),是因为setImmediate总是将事件注册到下一轮Event Loop,所以函数A和timeout是在同一轮Loop执行,而函数B在下一轮Loop执行。

    我们由此得到了process.nextTick和setImmediate的一个重要区别:多个process.nextTick语句总是在当前”执行栈”一次执行完,多个setImmediate可能则需要多次loop才能执行完。事实上,这正是Node.js 10.0版添加setImmediate方法的原因,否则像下面这样的递归调用process.nextTick,将会没完没了,主线程根本不会去读取”事件队列”!

    
    process.nextTick(function foo() {
      process.nextTick(foo);
    });
    
    

    事实上,现在要是你写出递归的process.nextTick,Node.js会抛出一个警告,要求你改成setImmediate。

    另外,由于process.nextTick指定的回调函数是在本次”事件循环”触发,而setImmediate指定的是在下次”事件循环”触发,所以很显然,前者总是比后者发生得早,而且执行效率也高(因为不用检查”任务队列”)

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  • JS 单线程

    2019-04-24 18:47:00
    js单线程阻塞实例setTimeout(function () { while (true) { } }, 1000);setTimeout(function () { alert('end 2'); }, 2000);setTimeout(function () { alert('end 1'); }, 100);alert('end');结果是弹出’end’、’...

    js单线程阻塞实例
    setTimeout(function () { while (true) { } }, 1000);
    setTimeout(function () { alert('end 2'); }, 2000);
    setTimeout(function () { alert('end 1'); }, 100);
    alert('end');
    结果是弹出’end’、’end 1’,然后浏览器假死,就是不弹出‘end 2’。

     

    js单线程重点:
    JS 是单线程的,但是却能执行异步任务,
    这主要是因为 JS 中存在事件循环(Event Loop)和任务队列(Task Queue)。


    事件循环:
    JS 会创建一个类似于 while (true) 的循环,
    每执行一次循环体的过程称之为 Tick。
    每次 Tick 的过程就是查看是否有待处理事件,
    如果有则取出相关事件及回调函数放入执行栈中由主线程执行。
    待处理的事件会存储在一个任务队列中,
    也就是每次 Tick 会查看任务队列中是否有需要执行的任务。


    任务队列:
    异步操作会将相关回调添加到任务队列中。
    而不同的异步操作添加到任务队列的时机也不同,如 onclick, setTimeout, ajax 处理的方式都不同,
    这些异步操作是由浏览器内核的 webcore 来执行的。
    onclick 由浏览器内核的 DOM Binding 模块来处理,
    当事件触发的时候,回调函数会立即添加到任务队列中。
    setTimeout 会由浏览器内核的 timer 模块来进行延时处理,
    当时间到达的时候,才会将回调函数添加到任务队列中。
    ajax 则会由浏览器内核的 network 模块来处理,
    在网络请求完成返回之后,才将回调添加到任务队列中。


    主线程:
    JS 只有一个线程,称之为主线程。
    而事件循环是主线程中执行栈里的代码执行完毕之后,才开始执行的。
    所以,主线程中要执行的代码时间过长,会阻塞事件循环的执行,也就会阻塞异步操作的执行。
    只有当主线程中执行栈为空的时候(即同步代码执行完后),才会进行事件循环来观察要执行的事件回调,
    当事件循环检测到任务队列中有事件就取出相关回调放入执行栈中由主线程执行。

    转载于:https://www.cnblogs.com/justSmile2/p/10764297.html

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  • js 单线程

    2019-09-20 13:18:33
    js单线程 原因: .js 是运行在宿主环境中的,多半是浏览器。 浏览器是多线程的,但是浏览器只开辟了一条线程来处理js,也就是通常说的js引擎,只开启一条线程的原因就是,js是能够改变DOM结构的,如果开启了多条...

    js的单线程
    原因:

    1. .js 是运行在宿主环境中的,多半是浏览器。
    2. 浏览器是多线程的,但是浏览器只开辟了一条线程来处理js,也就是通常说的js引擎,只开启一条线程的原因就是,js是能够改变DOM结构的,如果开启了多条线程,一个线程上让一个div变宽,但是另一个线程上面要让这个div变高,肯定不能同时变宽变高。

    单线程又导致了另外一个问题,那就是当遇到 setTImeout等需要等待的任务应该怎么处理
    js 中遇到 异步(事件,定时器,ajax) 的事件都是交给浏览器的其他线程去处理的(下面有说),处理好之后(定时器时间到了,ajax响应了,用户点击了,便把它们的回调push 到event queue, 等到主线程上的同步任务(栈里面的)执行完毕,栈被清空,通过event loop 读取 event queue 里面的事件,把它们依次压入执行栈里面,执行)

    浏览器的常驻线程:

    1. 渲染引擎线程:负责页面的渲染( chrome / safari / Opera: Webkit 引擎,
      firefox: Gecko 引擎,e: Trident)
    2. JS引擎线程:负责JS的解析和执行( chrome: V8,FireFox: SpiderMonkey,IE: Chakra)
    3. 定时触发器线程:处理定时事件,比如setTimeout, setInterval
    4. 事件触发线程:处理DOM事件
    5. 异步http请求线程:处理http请求
    展开全文
  • JS单线程

    2020-08-17 16:03:46
    在多线程的交互下,处于UI中的DOM节点就可能成为一个临界资源,假设存在两个线程同时操作一个DOM,而线程1要求浏览器删除DOM节点,线程2却希望修改这个节点的某些样式风格。这个时候浏览器就无法裁决采用哪一种策略...

    JavaScript通过处理页面中用户的交互,以及操作DOM树、CSS样式树来给用户呈现一份动态而丰富的交互体验和服务器逻辑的交互处理。

    如果JavaScript以多线程的方式来操作这些UI DOM,则可能出现UI操作的冲突;在多线程的交互下,处于UI中的DOM节点就可能成为一个临界资源,假设存在两个线程同时操作一个DOM,而线程1要求浏览器删除DOM节点,线程2却希望修改这个节点的某些样式风格。这个时候浏览器就无法裁决采用哪一种策略了。可以为浏览器引入“排它锁”或者是“乐观锁”来解决这些冲突,但为了避免引入了更大的复杂性,所以JavaScript从诞生开始就选择了单线程执行。


    因为单线程执行,所以对于JavaScript的任务而言,在同一时间内只能执行一个特定的任务,并且它会阻塞其他的任务执行。对于长时间任务执行的时候,那么其他的任务就得不到执行。在软件开发中,特别是应用软件开发中,对于I/O设备的访问都是一些及其耗时的操作。在这些耗时任务执行的时候,其实并没必要等待它的完成,在I/O任务完成之前JavaScript完全可以继续执行其他的任务,直到I/O任务完成后再继续执行该任务的处理就行。JavaScript在设计之初,就意识这一点。所以在JavaScript中将这些耗时的I/O等操作封装为了异步的方法,等到这些任务完成后就将后续的处理操作封装为JavaScript任务放入执行任务队列中,等待JavaScript线程空闲的时候被执行。因此这里形成了“浏览器的事件循环”机制。

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  • js单线程理解

    2020-05-09 18:24:14
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    2020-06-18 11:45:55
    因为下面例子中for循环执行好时,所 以定时器打印到时间差肯定要远大于200ms,从而证明js单线程到运行模式。因为js如果是多线程,则会另起一个线程执行定时器,打印到时间就会是200ms; ...
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    2009-05-21 10:30:38
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    2019-03-27 10:12:35
    对于js单线程的理解, 可以先看上面的帖子, 我觉得讲的挺好的, 但是理解这东西还是要看个人, 我怕我理解歪了,索性也画一个流程图解,用自己的方式去尝试理解js单线程,也许有错误或则不完善的地方,还请斧正 1.js执行...
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    2017-10-07 14:37:00
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  • js单线程和setTimeout的

    2019-10-28 13:36:28
    1. js单线程的 while(true) { setTimeout(() => { console.log('1') }, 0) } 没打上来,确实很简单,一开始看不出来是考察单线程的,因为js引擎一次处理一个线程,setTimeout线程放到线程队列里边,先执行...
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    2016-01-19 02:00:00
    首先要确认js几点:1.js单线程 vs 浏览器多线程: 单线程原因:如果多线程,那么删除或者创建dom元素,都需要在线程之间通信。因为浏览器不确定是dom状态。所以,js设计之初就是单线程。 好处...

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