JavaScript - 并发模式和 Event Loop 事件循环解读

一、Runtime concepts 执行相关的概念

Javascript 有一个基于Event Loop 事件循环的并发模型；

下面讲解一个理论模型，讲解现代浏览器javascript 引擎实现机制和讲解一下描述的一些语义词；

可视模型表明：

stack 栈

函数调用造成了一个栈帧

function foo(b) {
  var a = 10;
  return a + b + 11;
}

function bar(x) {
  var y = 3;
  return foo(x * y);
}

console.log(bar(7)); // 返回 42
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简单介绍下函数调用的过程：

当调用bar(7)时，创建了第一个 stack frame 是 bar (包含参数7和本地变量)；当 bar 调用 foo 时候，创建了第二个 stack frame 是 foo(包含参数 3* 7 和本地变量), 而且放置在 bar 的上方，也就是栈的顶部了。

当 foo（21） 执行完毕 返回 42 的时候，foo 这个栈帧会被移除掉，只剩下了 bar（7）；而后再执行 bar, 有返回后，整个栈都是空的。

Heap 堆

对象都被关联在Heap里面，即用于表示一大块非结构化的内存区域。

Queue 队列

一个 Javascript 运行时使用一系列待处理消息的消息队列。每一个消息关联一个函数去处理消息。

在事件循环的一些时刻，运行时从最早进入队列的消息开始处理队列中的消息。这样作的话，消息从队列中被移除，并做为输入参数调用与之关联的函数。就如上面所说，调用一个函数老是为其创造一个的栈帧。

函数的执行一直会持续到 stack 变成 空的。而后若是消息队列还有消息的话，事件循环将会执行消息队列的下一个消息。

二、Event Loop 事件循环

之因此称为事件循环，是由于他的执行实现的方式以下：

while (queue.waitForMessage()) {
  queue.processNextMessage();
}
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若是当前没有消息，queue.waitForMessage()会同步等待消息的到达。

Run-to-completion 运行到结束

每个消息都被彻底执行结束后，才回去执行下一个消息的处理。

这为程序的分析提供了一些优秀的特性，包括：不管什么时候执行一个函数，都不会被抢占，而且会在其余代码执行以前就已经被彻底执行（而且能够修改函数操做的数量）。

这个和 C语言不太同样，好比，若是一个函数运行在一个线程中，一些时候，会被执行系统因在别的线程执行其余代码中断。

这个模型的缺点时，当一个消息须要太长时间去执行的时候，web用户就没法处理一些，好比click, srcoll的交互。浏览器会弹出一个 “a script is taking too long to run” 这样的对话框来缓解这个状况。一个好的解决办法就是，缩短消息处理的时间，或者把一个消息分割成多个消息。

Adding messages 添加消息

在web浏览器里面，只要有事件发生而且有监听器绑定的时候，必定会增长一个消息。若是没有监听器，则事件消失。因此，一个元素的点击而且带有点击事件处理，必定会增长一个消息到消息队列中去。

setTimeout 函数有两个参数：添加队列的消息 和 时间（默认 0 ），这个时间值表明着这个消息被添加到消息队列最小的延迟时间。若是消息队列中，没有别的消息，这个消息会在延迟时间达到以后，立马会被处理。若是消息队列有别的消息，setTimeout 这个消息必定要等到别的消息被处理完后才能执行。因为这个缘由，因此第二参数代表了最小的时间间隔，而非确切的时间。

举例说明，当第二个参数的时间过时后，setTimeout 不会被执行：

const s = new Date().getSeconds();

setTimeout(function() {
  // prints out "2", meaning that the callback is not called immediately after 500 milliseconds.
  console.log("Ran after " + (new Date().getSeconds() - s) + " seconds");
}, 500);

while(true) {
  if(new Date().getSeconds() - s >= 2) {
    console.log("Good, looped for 2 seconds");
    break;
  }
}
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Zero delays 零延迟

零延迟不是真实表明着在0毫秒后回调函数会执行。

setTimeout 的零延迟，在给定的时间间隔后不会执行回调函数。

是否执行决定于消息队列中的等待任务的数量。

举例说明：

(function() {

  console.log('this is the start');

  setTimeout(function cb() {
    console.log('Callback 1: this is a msg from call back');
  });

  console.log('this is just a message');

  setTimeout(function cb1() {
    console.log('Callback 2: this is a msg from call back');
  }, 0);

  console.log('this is the end');

})();

// "this is the start"
// "this is just a message"
// "this is the end"
// 当前函数 note that function return, which is undefined, happens here 
// "Callback 1: this is a msg from call back"
// "Callback 2: this is a msg from call back"
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'this is just a message' 虽然在回调以后，却会在回调以前输出到打印台上，这是由于这个零延迟只是处理请求的最小延迟，并不是一个保证的精确的时间。

通常地，setTimeout 须要等待全部其余消息队列的代码执行完以后，才会执行，即时你设置了特殊的时间间隔。