彻底弄清Javascirpt中的同步和异步

你的名字 2022-12-31 01:30 110阅读 0赞

## 前言 ##

我们都知道，javascript从诞生之日起就是一门单线程的非阻塞的脚本语言。这是由其最初的用途来决定的：与浏览器交互。

单线程意味着，javascript代码在执行的任何时候，都只有一个主线程来处理所有的任务。

而非阻塞则是当代码需要进行一项异步任务（无法立刻返回结果，需要花一定时间才能返回的任务，如I/O事件）的时候，主线程会挂起（pending）这个任务，然后在异步任务返回结果的时候再根据一定规则去执行相应的回调。

为什么是单线程？

其实，JavaScript的单线程，与它的用途是有很大关系，我们都知道，JavaScript作为浏览器的脚本语言，主要用来实现与用户的交互，利用JavaScript，我们可以实现对DOM的各种各样的操作，如果JavaScript是多线程的话，一个线程在一个DOM节点中增加内容，另一个线程要删除这个DOM节点，那么这个DOM节点究竟是要增加内容还是删除呢？因此，为了保证不会 发生类似于这个例子中的情景，javascript选择只用一个主线程来执行代码，这样就保证了程序执行的一致性。

当然，现如今人们也意识到，单线程在保证了执行顺序的同时也限制了javascript的效率，因此开发出了web worker技术。这项技术号称让javascript成为一门多线程语言。

然而，使用web worker技术开的多线程有着诸多限制，例如：所有新线程都受主线程的完全控制，不能独立执行。这意味着这些“线程” 实际上应属于主线程的子线程。另外，这些子线程并没有执行I/O操作的权限，只能为主线程分担一些诸如计算等任务。所以严格来讲这些线程并没有完整的功能，也因此这项技术并非改变了javascript语言的单线程本质。

可以预见，未来的javascript也会一直是一门单线程的语言。

下面看看这段代码：

// 同步代码
    function fun1() {
      console.log(1);
    }
    function fun2() {
      console.log(2);
    }
    fun1();
    fun2();
    
    // 输出
    1
    2

很容易可以看出，输出会依次输入1,2，因为代码是从上到下依次执行，执行完fun1()，才继续执行fun2()，但是如果fun1()中的代码执行的是读取文件或者ajax操作，文件的读取和数据的获取都需要一定时间，难道我们需要完全等到fun1()执行完才能继续执行fun2()么？为了解决这个问题，后面js引申出同步和异步的概念。

**二、同步任务和异步任务**

（1）为什么会有同步和异步

因为JavaScript的单线程，因此同个时间只能处理同个任务，所有任务都需要排队，前一个任务执行完，才能继续执行下一个任务，但是，如果前一个任务的执行时间很长，比如文件的读取操作或ajax操作，后一个任务就不得不等着，拿ajax来说，当用户向后台获取大量的数据时，不得不等到所有数据都获取完毕才能进行下一步操作，用户只能在那里干等着，严重影响用户体验

因此，JavaScript在设计的时候，就已经考虑到这个问题，主线程可以完全不用等待文件的读取完毕或ajax的加载成功，可以先挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务，等到文件的读取或ajax有了结果后，再回过头执行挂起的任务，因此，任务就可以分为同步任务和异步任务

（2）同步任务

同步任务是指在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能继续执行下一个任务，当我们打开网站时，网站的渲染过程，比如元素的渲染，其实就是一个同步任务

（3）异步任务

异步任务是指不进入主线程，而进入任务队列的任务，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，当我们打开网站时，像图片的加载，音乐的加载，其实就是一个异步任务

有了异步，就算fun2()里面是文件的读取或ajax这种需要耗时的任务，也不怕fun3()要等到fun2()执行完才能执行啦

（4）异步机制

那么，JavaScript中的异步是怎么实现的呢？那要需要说下回调和事件循环这两个概念啦

首先要先说下任务队列，我们在前面也介绍了，异步任务是不会进入主线程，而是会先进入任务队列，任务队列其实是一个先进先出的数据结构，也是一个事件队列，比如说文件读取操作，因为这是一个异步任务，因此该任务会被添加到任务队列中，等到IO完成后，就会在任务队列中添加一个事件，表示异步任务完成啦，可以进入执行栈啦~但是这时候呀，主线程不一定有空，当主线程处理完其它任务有空时，就会读取任务队列，读取里面有哪些事件，排在前面的事件会被优先进行处理，如果该任务指定了回调函数，那么主线程在处理该事件时，就会执行回调函数中的代码，也就是执行异步任务啦

单线程从从任务队列中读取任务是不断循环的，每次栈被清空后，都会在任务队列中读取新的任务，如果没有任务，就会等到，直到有新的任务，这就叫做任务循环，因为每个任务都是由一个事件触发的，因此也叫作事件循环

总的来说，JavaScript的异步机制包括以下几个步骤：

（1）所有同步任务都在主线程上执行，行成一个执行栈
    （2）主线程之外，还存在一个任务队列，只要异步任务有了结果，就会在任务队列中放置一个事件
    （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，看看里面还有哪些事件，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）主线程不断的重复上面的第三步