JavaScript入门教程笔记(15)-异步操作

た入场券 2022-04-01 13:00 230阅读 0赞

## 1 单线程模型 ##

单线程模型是指，JavaScript只在一个线程上运行，同时只能执行一个任务。

但是，这不是说JavaScript引擎只有一个线程，事实上，JavaScript引擎有多个线程，单个脚本只能在一个线程上运行（称为主线程），其它线程都是在后台配合。

JavaScript之所以采用单线程，原因是不想让浏览器变得太复杂，因为多线程需要共享资源，且有可能互相修改，对于一种脚本语言来说，这太复杂了。所以，为了避免复杂性，JavaScript一开始就是单线程，这是JavaScript语言的核心特征，将来也不会改变。

## 2 同步任务和异步任务 ##

任务分成两类：同步任务（synchronous）和异步任务（asynchronous）。

同步任务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。

异步任务是不进入主线程、而进入任务队列的任务。只有引擎认为某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。异步任务不具有“堵塞”效应。

## 3 任务队列和事件循环 ##

JavaScript运行时，除了一个主线程，引擎还提供一个任务队列（task queue），里面是各种需要处理的异步任务。

首先，主线程执行所有的同步任务。等到同步任务全部执行完，就去查看任务队列里面的异步任务。如果满足条件，那么异步任务就会进入主线程开始执行，这时它就变成同步任务了。等到执行完，下一个异步任务再进入主线程开始执行。一旦任务队列清空，各方就结束执行。

异步任务的写法通常是回调函数，一旦异步任务重新进入主线程，就会执行对应的回调函数。

那么，JavaScript引擎怎么知道异步任务有没有结果，能不能进入主线程呢？答案就是引擎不停地检查，一遍又一遍，只要同步任务执行完了，引擎就会不断地检查任务队列。这种检查机制，就叫做“事件循环”。

## 4 异步操作的模式 ##

异步操作有几种模式。

#### 4.1 回调函数 ####

回调函数是异步操作最基本的方法。

function f1(callback) {
        // ...
        callback();
    }
    
    function f2() {
        // ...
    }
    
    f1(f2);

上面代码中，f2是f1的回调函数，必须是f1执行完了，才会去执行f2。

回调函数的优点是简单、容易理解和实现，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合，使得程序结构混乱、流程难以追踪，而且每个任务只能指定一个回调函数。

#### 4.2 事件监听 ####

事件驱动模式下，异步任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。

首先，为f1绑定一个事件（jQuery的写法）

f1.on('done', f2);

上面代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后改写f1：

function f1() {
        setTimeout(function() {
            // ...
            f1.trigger('done');
        }, 1000);
    }

上面代码中，f1.trigger(‘done’)表示，执行完成后，立即触发’done’事件，从而开始执行f2。

这种方法的优点是容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，有利于模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程变得不清晰，阅读代码的时候，很难看出主流程。

#### 4.3 发布/订阅 ####

事件可以理解成“信号”，如果存在一个“信号中心”，某个任务执行完成，就向信号中心“发布”（publish）一个信号，其它任务可以向信号中心“订阅”（subscribe）这个信号，从而知道自己什么时候可以开始执行。这就叫做“发布/订阅模式”，以称“观察者模式”。

还是以jQuery举例。首先，f2向信号中心jQuery订阅done信号。

jQuery.subscribe('done', f2);

然后改写f1：

function f1() {
        setTimeout(function() {
            // ...
            jQuery.publish('done');
        }, 1000);
    }

上面代码中，jQuery.publish(‘done’)的意思是，向信号中心jQuery发布done信号，从而引发f2的执行。

f2完成执行后，可以取消订阅（unsubscribe）

jQuery.unsubscribe('done', f2);

这种方法的性质与“事件监听”类似，但是明显更优。因为可以通过查看“消息中心”，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。

*注：本文适用于ES5规范，原始内容来自 [JavaScript 教程][JavaScript]，有修改。*

[JavaScript]: https://wangdoc.com/javascript/index.html

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