javascript的单线程事件循环及多线程介绍

1158次浏览

前言

其实我前面文章对于改变js的执行顺序及多线程都有相关介绍!例如,我们可以用setTimeout(fn,0)改变代码执行循序,文章最后也提及了Event Loop(事件循环)。同时,js的Worker可以模拟实现多线程,我前面文章也有类似的应用!例如:js Worker解决ios下面倒计时手滑问题 这篇文章,我详细介绍一下js单线程事件循环,及多线程的实现。

JavaScript单线程原因

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。这和JavaScript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。例如: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?

什么是js多线程

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。

js单线程事件循环

针对事件循环机制,有如下总结:

一、javascript是单线程的,这个线程中拥有唯一的一个事件循环。


二、JavaScript代码的执行过程中,除了依靠函数调用栈来搞定函数的执行顺序外,还依靠任务队列(task queue)来搞定另外一些代码的执行。


enter image description here


三、一个线程中,事件循环是唯一的,但是任务队列可以拥有多个。


四、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(见上图);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。


五、任务队列又分为macro-task(宏任务)与micro-task(微任务),在最新标准中,它们被分别称为task与jobs。


六、macro-task大概包括:script(整体代码), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。


七、micro-task大概包括: process.nextTick, Promise, Object.observe(已废弃), MutationObserver(html5新特性)


八、setTimeout/Promise等我们称之为任务源。而进入任务队列的是他们指定的具体执行任务。


九、来自不同任务源的任务会进入到不同的任务队列。其中setTimeout与setInterval是同源的。


十、事件循环的顺序,决定了JavaScript代码的执行顺序。它从script(整体代码)开始第一次循环。之后全局上下文进入函数调用栈。直到调用栈清空(只剩全局),然后执行所有的micro-task。当所有可执行的micro-task执行完毕之后。循环再次从macro-task开始,找到其中一个任务队列执行完毕,然后再执行所有的micro-task,这样一直循环下去。


十一、其中每一个任务的执行,无论是macro-task还是micro-task,都是借助函数调用栈来完成。


例子

setTimeout(function() {
    console.log('timeout1');
})

new Promise(function(resolve) {
    console.log('promise1');
    for(var i = 0; i < 1000; i++) {
        i == 99 && resolve();
    }
    console.log('promise2');
}).then(function() {
    console.log('then1');
})

console.log('global1');

上面代码的执行循序是什么?

首先,代码执行遇到setTimeout,setTimeout为一个宏任务源,那么他的作用就是将任务分发到它对应的队列中。

其次,script执行时遇到Promise实例。Promise构造函数中的第一个参数,是在new的时候执行,因此不会进入任何其他的队列,而是直接在当前任务直接执行了,而后续的.then则会被分发到micro-task的Promise队列中去。 因此输出:promise1、promise2。

接着、script任务继续往下执行,最后只有一句输出了globa1,然后,全局任务就执行完毕了。

第四步:第一个宏任务script执行完毕之后,就开始执行所有的可执行的微任务。这个时候,微任务中,只有Promise队列中的一个任务then1,因此直接执行就行了,执行结果输出then1。

第五步:当所有的micro-tast执行完毕之后,表示第一轮的循环就结束了。这个时候就得开始第二轮的循环。第二轮循环仍然从宏任务macro-task开始。这个时候,我们发现宏任务中,只有在setTimeout队列中还要一个timeout1的任务等待执行。因此就直接执行即可。

js多线程的实现

关于多线程的一个例子,之前有应用,请看:http://www.haorooms.com/post/js_Worker

关于多线程Worker API,请看http://www.haorooms.com/post/js_Worker

我们再看一个例子:

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
        <title></title>
    </head>
    <body>
        <input type="text" name="haorooms" id="haorooms" value="" />
        <button id="start">start</button>
        <button id="stop">stop</button>
        <button id="ale">alert</button>
        <script type="text/javascript">
            var haorooms= document.getElementById("haorooms"),stop = document.getElementById("stop"),start = document.getElementById("start"),ale = document.getElementById("ale"), worker = new Worker("js/haorooms_test.js");
            worker.onmessage = function(){
                haorooms.value = event.data;
            };
            stop.addEventListener("click",function(){
                //用于关闭worker线程
                worker.terminate();
            });
            start.addEventListener("click",function(){
                //开起worker线程
                worker = new Worker("js/haorooms_test.js");
            });
            ale.addEventListener("click",function(){
                alert("i'm a alert worker test");
            });
        </script>
    </body>
</html>

下面是haorooms_test.js里的代码,也就是存在于worker线程里的代码.

var i = 0;
function mainFunc(){
    i++;
    //把i发送到浏览器的js引擎线程里
    postMessage(i);
}
var id = setInterval(mainFunc,1000);

虽然alert的弹出框会阻塞js引擎线程,但是并不影响worker线程的运行,所以,在我们点击确定后,只是在js引擎线程上更新了新的内容,而数值是一直在跑动的,这就说明worker线程和原本的js线程互不影响。

这就是简单的js多线程的实现。

Tags: js线程

相关文章: