JavaScript 是一種單線程語言,這意味著它一次只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。這種設(shè)計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致一些問題,比如當(dāng)遇到耗時(shí)的操作時(shí),整個(gè)程序可能會(huì)被阻塞。為了解決這個(gè)問題,JavaScript 使用了事件循環(huán)和回調(diào)函數(shù)的機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了非阻塞式的異步操作。

事件循環(huán)

JavaScript 有一個(gè)事件隊(duì)列,用于存放需要執(zhí)行的任務(wù)。事件循環(huán)不斷地檢查這個(gè)事件隊(duì)列,當(dāng)隊(duì)列中有可執(zhí)行的任務(wù)時(shí),就從隊(duì)列中取出任務(wù)執(zhí)行。

當(dāng) JavaScript 遇到耗時(shí)的操作(如 I/O 操作)時(shí),它會(huì)將這些操作交給瀏覽器或 Node.js 運(yùn)行時(shí)處理,并繼續(xù)執(zhí)行事件循環(huán)中的其他任務(wù)。這樣可以確保主線程不會(huì)被阻塞,保持程序的響應(yīng)性和交互性。

宏任務(wù)和微任務(wù)

事件隊(duì)列中的任務(wù)分為兩種類型:宏任務(wù)和微任務(wù)。

• 宏任務(wù)包括常見的 JavaScript 代碼、setTimeout、setInterval 等。這些任務(wù)會(huì)被添加到事件隊(duì)列的末尾,等待事件循環(huán)執(zhí)行。
• 微任務(wù)包括 Promise 的回調(diào)、process.nextTick (Node.js) 等。這些任務(wù)會(huì)被添加到當(dāng)前宏任務(wù)執(zhí)行完成后的微任務(wù)隊(duì)列中,優(yōu)先于下一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行。

事件循環(huán)在執(zhí)行一個(gè)宏任務(wù)后,會(huì)檢查并執(zhí)行所有的微任務(wù)隊(duì)列,然后再執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)。這種機(jī)制確保了微任務(wù)可以更快地得到執(zhí)行,提高了程序的響應(yīng)性。

回調(diào)函數(shù)

當(dāng)耗時(shí)的操作完成時(shí),瀏覽器或 Node.js 運(yùn)行時(shí)會(huì)觸發(fā)一個(gè)事件,并將相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)放入事件隊(duì)列中。

事件循環(huán)會(huì)檢測到這個(gè)回調(diào)函數(shù),并從隊(duì)列中取出執(zhí)行它。這就實(shí)現(xiàn)了非阻塞式的異步操作,防止單線程的 JavaScript 被耗時(shí)的操作阻塞。

實(shí)際應(yīng)用

這種事件循環(huán)、宏任務(wù)和微任務(wù)的機(jī)制在 JavaScript 編程中廣泛應(yīng)用:

1. 網(wǎng)頁交互: 在網(wǎng)頁開發(fā)中,我們經(jīng)常使用回調(diào)函數(shù)來處理用戶交互,如點(diǎn)擊事件、表單提交等。這些操作通常不會(huì)阻塞主線程,確保頁面保持高度響應(yīng)性。
2. 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求: 當(dāng)發(fā)送 AJAX 請(qǐng)求時(shí),我們通常會(huì)使用回調(diào)函數(shù)來處理服務(wù)器的響應(yīng)。這樣可以確保在請(qǐng)求過程中,用戶仍然可以與頁面進(jìn)行交互。
3. 定時(shí)器: setTimeout() 和 setInterval() 函數(shù)也利用了事件循環(huán)的機(jī)制。它們會(huì)將定時(shí)器任務(wù)添加到事件隊(duì)列中,等待執(zhí)行。
4. Node.js 中的異步操作: Node.js 也是基于事件循環(huán)和回調(diào)函數(shù)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)異步操作,如文件 I/O、數(shù)據(jù)庫查詢等。這確保了 Node.js 應(yīng)用程序可以高效地處理大量并發(fā)請(qǐng)求。

此外,還有一些其他的應(yīng)用場景:

1. 事件驅(qū)動(dòng)模型: JavaScript 的事件循環(huán)機(jī)制很適合實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)模型,這在 Web 開發(fā)和 Node.js 中廣泛應(yīng)用。
2. 錯(cuò)誤處理: 當(dāng)異步操作發(fā)生錯(cuò)誤時(shí),可以通過回調(diào)函數(shù)的方式進(jìn)行錯(cuò)誤處理,避免整個(gè)程序崩潰。
3. 流式處理: 在處理大量數(shù)據(jù)時(shí),可以使用流的方式進(jìn)行異步處理,提高性能和內(nèi)存利用率。

javaScript 如何實(shí)現(xiàn)高并發(fā)與多線程？

雖然 JS 是單線程執(zhí)行模型，但通過瀏覽器或 Node.js 提供的機(jī)制，我們可以實(shí)現(xiàn)“偽并發(fā)”或“多線程模擬”，主要方式如下：

? 異步操作（等加載時(shí)先干別的）

• 原理：任務(wù)被掛起，等待資源時(shí)讓出主線程，通過事件隊(duì)列機(jī)制在任務(wù)完成后重新調(diào)度執(zhí)行。
• 常用方式：
  • setTimeout / setInterval
  • Promise
  • async/await
  • Ajax / Fetch API

? Web Worker（開小號(hào)偷偷干活）

• 開啟一個(gè)獨(dú)立的線程運(yùn)行 JS 腳本，不影響主線程。
• 適用于大計(jì)算任務(wù)、離線數(shù)據(jù)預(yù)處理等。
• 與主線程通信使用 postMessage() / onmessage

// main.js
const worker = new Worker("worker.js")
worker.postMessage("開始計(jì)算")
worker.onmessage = (e) => {
  console.log("子線程結(jié)果：", e.data)
}

// worker.js
onmessage = function (e) {
  // 執(zhí)行密集任務(wù)
  let sum = 0
  for (let i = 0; i < 1e8; i++) sum += i
  postMessage(sum)
}

? Node.js 中的 Worker Threads

• 使用 worker_threads 模塊在后端實(shí)現(xiàn)多線程能力，適合 CPU 密集型場景。

? 任務(wù)拆碎（把大活切成小碎活穿插著做）

• 利用 requestIdleCallback、setTimeout 分片處理數(shù)據(jù)，減少卡頓。

異步與同步的區(qū)別

同步（Synchronous）

• 執(zhí)行順序嚴(yán)格，必須等待上一個(gè)任務(wù)完成后才能執(zhí)行下一個(gè)。
• 阻塞主線程。

console.log("A")
document.querySelector("button").click() // 阻塞直到點(diǎn)擊
console.log("B")

異步（Asynchronous）

• 后臺(tái)處理任務(wù)，不阻塞主線程，通過回調(diào)或事件通知結(jié)果。

console.log("A")
setTimeout(() => console.log("B"), 1000)
console.log("C")
// 輸出順序：A -> C -> B

Promise、async 和 await 的理解與使用

Promise

• 用于封裝一個(gè)異步操作，避免回調(diào)地獄。
• 有三種狀態(tài)：pending（等待中）、fulfilled（已完成）、rejected（已拒絕）
• 通過 .then() / .catch() 鏈?zhǔn)教幚斫Y(jié)果。

function fetchData() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      const success = true
      success ? resolve("數(shù)據(jù)加載成功") : reject("失敗")
    }, 1000)
  })
}

fetchData()
  .then((data) => console.log(data))
  .catch((err) => console.error(err))

async/await

• 是 Promise 的語法糖，讓異步代碼寫起來像同步代碼。
• 只能在 async 函數(shù)中使用。
• 使用 try/catch 更方便地處理異常。

async function getData() {
  try {
    const data = await fetchData()
    console.log("結(jié)果：", data)
  } catch (err) {
    console.error("出錯(cuò)了：", err)
  }
}

getData()

總結(jié)

總之，單線程就像收銀臺(tái)只有一個(gè)店員，但現(xiàn)代網(wǎng)頁用各種辦法讓這個(gè)店員手腳麻利到飛起。

到此這篇關(guān)于淺談JavaScript 單線程防阻塞的原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JavaScript 單線程防阻塞內(nèi)容請(qǐng)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！

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