JavaScript同步和异步

你们好，我是wmingren，小伙伴们都知道JavaScript是单线程的语言，所谓的单线程呢就是指若是有多个任务就必须去排队，前面任务执行完成后，后面任务再执行。到这里咱们就产生了一个疑问，既然是单线程的，又怎么会有异步操做呢？首先了解一下同步和异步的概念吧。

1、同步和异步

同步

若是在函数返回结果的时候，调用者可以拿到预期的结果(就是函数计算的结果)，那么这个函数就是同步的.

console.log('hello');//执行后，得到了返回结果

若是函数是同步的，即便调用函数执行任务比较耗时，也会一致等待直到获得执行结果。以下面的代码：

function wait(){
    var time = (new Date()).getTime();//获取当前的unix时间戳
    while((new Date()).getTime() - time > 5000){}
    console.log('5秒过去了');
}
wait();
console.log('慢死了');

上面代码中，函数wait是一个耗时程序，持续5秒，在它执行的这漫长的5秒中，下面的console.log()函数只能等待，这就是同步。

异步

若是在函数返回的时候，调用者还不能购获得预期结果，而是未来经过必定的手段获得（例如回调函数），这就是异步。例如ajax操做。
若是函数是异步的，发出调用以后，立刻返回，可是不会立刻返回预期结果。调用者没必要主动等待，当被调用者获得结果以后会经过回调函数主动通知调用者。

2、单线程与多线程

了解完同步和异步以后，咱们再来看看咱们的问题：单线程又怎么会有异步呢？
JavaScript其实就是一门语言，说是单线程仍是多线程得结合具体运行环境。众所周知，js的运行环境就是浏览器，具体由js引擎取解析和执行。下面咱们来了解下浏览器。

浏览器

一个浏览器一般由如下几个常驻的线程：

• 渲染引擎线程，负责页面的渲染
• js引擎线程，负责js的解析和执行
• 定时触发器线程，处理setInterval和setTimeout
• 事件触发线程,处理DOM事件
• 异步http请求线程，处理http请求

要注意的是渲染引擎和js引擎线程是不能同时进行的。渲染线程在执行任务的时候，js引擎线程会被挂起。由于如果在渲染页面的时候，js处理了DOM，浏览器就不知道该听谁的了

JS引擎

一般讲到浏览器的时候，咱们会说到两个引擎：渲染引擎和JS引擎。
一、 渲染引擎:Chrome/Safari/Opera用的是Webkit引擎，IE用的是Trdent引擎，FireFox用的是Gecko引擎。不一样的引擎对同一个样式的实现不一致，就致使浏览器的兼容性问题。
二、 JS引擎:js引擎能够说是js虚拟机，负责解析js代码的解析和执行。一般有如下步骤：

• 词法解析：将源代码分解位有意义的分词
• 语法分析：用语法分析器将分词解析成语法树
• 代码生成：生成机器能运行的代码
• 代码执行

不一样浏览器的js引擎也各不相同，Chrome用的是V8，FireFox用的是SpiderMonkey,Safari用的是JavaScriptCore，IE用的是Chakra。

之因此说js是单线程就是由于浏览器运行时只开启一个js解释器，缘由是如有两个线程操做DOM，浏览器就又晕了。

JavaScript是单线程的，可是浏览器不是单线程的。一些I/O操做，定时器的计时和事件监听是由其余线程完成的。

3、消息队列与事件循环

由上面浏览器一篇的介绍能够知道，浏览器中多个线程的合做完成了异步的操做，那么异步的回调函数又是怎样完成执行的呢？

这就须要了解消息队列和事件循环了。

如上图所示，左边的栈存储的是同步任务，就是那些能当即执行、不耗时的任务，如变量和函数的初始化、事件的绑定等等那些不须要回调函数的操做均可归为这一类。

右边的堆用来存储声明的变量、对象。下面的队列就是消息队列，一旦某个异步任务有了响应就会被推入队列中。如用户的点击事件、浏览器收到服务的响应和setTimeout中待执行的事件，每一个异步任务都和回调函数相关联。

JS引擎线程用来执行栈中的同步任务，当全部同步任务执行完毕后，栈被清空，而后读取消息队列中的一个待处理任务，并把相关回调函数压入栈中，单线程开始执行新的同步任务。

JS引擎线程从消息队列中读取任务是不断循环的，每次栈被清空后，都会在消息队列中读取新的任务，若是没有新的任务，就会等待，直到有新的任务，这就叫事件循环。

上图以AJAX异步请求为例，发起异步任务后，由AJAX线程执行耗时的异步操做，而JS引擎线程继续执行堆中的其余同步任务，直到堆中的全部异步任务执行完毕。而后，从消息队列中依次按照顺序取出消息做为一个同步任务在JS引擎线程中执行，那么AJAX的回调函数就会在某一时刻被调用执行。

4、实例

最后来一个经典的面试题来帮助你们理解js的同步和异步。
代码以下：

//执行下面这段代码，执行后，在 5s 内点击两下，过一段时间（>5s）后，再点击两下，整个过程的输出结果是什么？
setTimeout(function(){
    for(var i = 0; i < 100000000; i++){}
    console.log('timer a');
}, 0)

for(var j = 0; j < 5; j++){
    console.log(j);
}

setTimeout(function(){
    console.log('timer b');
}, 0)

function waitFiveSeconds(){
    var now = (new Date()).getTime();
    while(((new Date()).getTime() - now) < 5000){}
    console.log('finished waiting');
}

document.addEventListener('click', function(){
    console.log('click');
})

console.log('click begin');
waitFiveSeconds();

要想了解上述代码的输出结果，首先介绍下定时器。

setTimeout 的做用是在间隔必定的时间后，将回调函数插入消息队列中，等栈中的同步任务都执行完毕后，再执行。由于栈中的同步任务也会耗时， 因此间隔的时间通常会大于等于指定的时间 。

setTimeout(fn, 0) 的意思是，将回调函数fn马上插入消息队列，等待执行，而不是当即执行。看一个例子：

setTimeout(function() {
    console.log("a")
}, 0)

for(let i=0; i<10000; i++) {}
console.log("b")

//打印结果，说明回调函数没有当即执行，而是等待同步任务执行完成后才执行的
b a

下面来解释一下面试题吧。

先执行同步任务，for循环，而后是console.log('click begin') 最后是waitFiveSeconds函数

在同步任务执行的期间，‘timera’，‘timerb’对应的回调和click事件的回调前后入队列。

同步任务结束后，js引擎线程空闲后会线查看是否有事件可执行，接着在处理其余异步任务，所以会有下面的输出：

0
1
2
3
4
click begin
finished waiting
2 click  //5s中两次点击
timer a
timer b
2 click  //5s后两次点击