前言：

說到JavaScript的單線程（single threaded）和異步（asynchronous），很多同學不禁會想，這不是自相矛盾么？其實，單線程和異步確實不能同時成為一個語言的特性。js選擇了成為單線程的語言，所以它本身不可能是異步的，但js的宿主環(huán)境（比如瀏覽器，Node）是多線程的，宿主環(huán)境通過某種方式（事件驅(qū)動，下文會講）使得js具備了異步的屬性。往下看，你會發(fā)現(xiàn)js的機制是多么的簡單高效！

瀏覽器：

js是單線程語言，瀏覽器只分配給js一個主線程，用來執(zhí)行任務(wù)（函數(shù)），但一次只能執(zhí)行一個任務(wù)，這些任務(wù)形成一個任務(wù)隊列排隊等候執(zhí)行，但前端的某些任務(wù)是非常耗時的，比如網(wǎng)絡(luò)請求，定時器和事件監(jiān)聽，如果讓他們和別的任務(wù)一樣，都老老實實的排隊等待執(zhí)行的話，執(zhí)行效率會非常的低，甚至導致頁面的假死。所以，瀏覽器為這些耗時任務(wù)開辟了另外的線程，主要包括http請求線程，瀏覽器定時觸發(fā)器，瀏覽器事件觸發(fā)線程，這些任務(wù)是異步的。下圖說明了瀏覽器的主要線程。

一、任務(wù)隊列

剛才說到瀏覽器為網(wǎng)絡(luò)請求這樣的異步任務(wù)單獨開了一個線程，那么問題來了，這些異步任務(wù)完成后，主線程怎么知道呢？答案就是回調(diào)函數(shù)，整個程序是事件驅(qū)動的，每個事件都會綁定相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，舉個栗子，有段代碼設(shè)置了一個定時器

setTimeout(function(){
    console.log(time is out);
}，50）;

執(zhí)行這段代碼的時候，瀏覽器異步執(zhí)行計時操作，當50ms到了后，會觸發(fā)定時事件，這個時候，就會把回調(diào)函數(shù)放到任務(wù)隊列里。整個程序就是通過這樣的一個個事件驅(qū)動起來的。
所以說，js是一直是單線程的，瀏覽器才是實現(xiàn)異步的那個家伙。

說回主線程：

js一直在做一個工作，就是從任務(wù)隊列里提取任務(wù)，放到主線程里執(zhí)行。下面我們來進行更深一步的理解。

我們把剛才了解的概念和圖中做一個對應(yīng)，上文中說到的瀏覽器為異步任務(wù)單獨開辟的線程可以統(tǒng)一理解為WebAPIs，上文中說到的任務(wù)隊列就是callback queue，我們所說的主線程就是有虛線組成的那一部分，堆（heap）和棧（stack）共同組成了js主線程，函數(shù)的執(zhí)行就是通過進棧和出棧實現(xiàn)的，比如圖中有一個foo()函數(shù)，主線程把它推入棧中，在執(zhí)行函數(shù)體時，發(fā)現(xiàn)還需要執(zhí)行上面的那幾個函數(shù)，所以又把這幾個函數(shù)推入棧中，等到函數(shù)執(zhí)行完，就讓函數(shù)出棧。等到stack清空時，說明一個任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完了，這時就會從callback queue中尋找下一個人任務(wù)推入棧中（這個尋找的過程，叫做event loop，因為它總是循環(huán)的查找任務(wù)隊列里是否還有任務(wù)）。

二、借以解釋幾個容易困惑的問題

1、setTimeout(f1,0)是什么鬼

這個語句最大的疑問是，f1是不是立刻執(zhí)行？答案是不一定，因為要看主線程內(nèi)的命令是否已經(jīng)執(zhí)行完了，如下代碼：

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

2、Ajax請求是否異步

了解完上文內(nèi)容，我們就知道了，ajax請求內(nèi)容的時候是異步的，當請求完成后，會觸發(fā)請求完成的事件，然后把回調(diào)函數(shù)放入callback queue，等到主線程執(zhí)行該回調(diào)函數(shù)時還是單線程的。

3、界面渲染線程是單獨開辟的線程

界面渲染線程是單獨開辟的線程，是不是DOM一變化，界面就立刻重新渲染？

如果DOM一變化，界面就立刻重新渲染，效率必然很低，所以瀏覽器的機制規(guī)定界面渲染線程和主線程是互斥的，主線程執(zhí)行任務(wù)時，瀏覽器渲染線程處于掛起狀態(tài)。

三、如何利用瀏覽器的異步機制

我們已經(jīng)知道，js一直是單線程執(zhí)行的，瀏覽器為幾個明顯的耗時任務(wù)單獨開辟線程解決耗時問題，但是js除了這幾個明顯的耗時問題外，可能我們自己寫的程序里面也會有耗時的函數(shù)，這種情況怎么處理呢？我們肯定不能自己開辟單獨的線程，但我們可以利用瀏覽器給我們開放的這幾個窗口，瀏覽器定時器線程和事件觸發(fā)線程是好利用的，網(wǎng)絡(luò)請求線程不適合我們使用。下面我們具體看一下：

假設(shè)耗時函數(shù)是f1，f1是f2的前置任務(wù)。

利用定時器觸發(fā)線程：

function f1(callback){
setTimeout(function(){
    // f1 的代碼
    callback();
},0);
}
f1(f2);

這種寫法的耦合度高。

利用事件觸發(fā)線程：

$f1.on('custom',f2);  //這里綁定事件以jQuery寫法為例
function f1(){
setTimeout(function(){
    // f1的代碼
    $f1.trigger('custom');
},0);
}

這種方法通過綁定自定義事件，對方法一解耦，這樣可以通過綁定不同的事件，實現(xiàn)不同的回調(diào)函數(shù)，但如果應(yīng)用這種方法過多，不利于閱讀程序。

四、異步的好處和適合的場景

異步的好處：

我們直接通過一個例子對同步和異步進行對比，假設(shè)有四個任務(wù)（編號為1,2,3,4），它們的執(zhí)行時間都是10ms,其中任務(wù)2是任務(wù)3的前置任務(wù)，任務(wù)2需要20ms的響應(yīng)時間。下面我們做下對比，你就知道怎么實現(xiàn)的非阻塞I/O了。

適合的場景：

可以看出，當我們的程序需要大量I/O操作和用戶請求時，js這個具備單線程，異步，事件驅(qū)動多種氣質(zhì)的語言是多么應(yīng)景！相比于多線程語言，它不必耗費過多的系統(tǒng)開銷，同時也不必把精力用于處理多線程管理，相比于同步執(zhí)行的語言，宿主環(huán)境的異步和事件驅(qū)動機制又讓它實現(xiàn)了非阻塞I/O，所以你應(yīng)該知道它適合什么樣的場景了吧！

到此這篇關(guān)于JavaScript的單線程和異步詳細的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JavaScript的單線程和異步內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論