JavaScrip单线程引擎工作原理

开发 前端
从基础的层面来讲,理解JavaScript的定时器是如何工作的是非常重要的,文章通过讲解JavaScript的单线程引擎,从而让读者更加深入的了解JavaScript定时器。

从基础的层面来讲,理解JavaScript的定时器是如何工作的是非常重要的。定时器的执行常常和我们的直观想象不同,那是因为JavaScript引擎是单线程的。我们先来认识一下下面三个函数是如何控制计时器的。

51CTO推荐阅读:雕虫无小技 JavaScript初学者的10个迷你技巧

  1. var id = setTimeout(fn, delay);
  2.   

初始化一个计时器,然后在指定的时间间隔后执行。该函数返回一个唯一的标志ID(Number类型),我们可以使用它来取消计时器。

  1. var id = setInterval(fn, delay); 
  2.  

和setTimeout有些类似,但它是连续调用一个函数(时间间隔是delay参数)直到它被取消。

  1. clearInterval(id);, clearTimeout(id);
  2.   

使用计时器ID(setTimeout 和 setInterval的返回值)来取消计时器回调的发生。

为了理解计时器的内在执行原理,有一个重要的概念需要加以探讨:计时器的延迟(delay)是无法得到保障的。由于所有JavaScript代码是在一个线程里执行的,所有异步事件(例如,鼠标点击和计时器)只有拥有执行机会时才会执行。用一个很好的图表加以说明:

图表

在这个图表中有许多信息需要理解,如果完全理解了它们,你会对JavaScript引擎如何实现异步事件有一个很好的认识。这是一个一维的图标:垂直方向表示时间,蓝色的区块表示JavaScript代码执行块。例如***个JavaScript代码执行块需要大约18ms,鼠标点击所触发的代码执行块需要11ms等等。

由于JavaScript引擎同一时间只执行一条代码(这是由于JavaScript单线程的性质),所以每一个JavaScript代码执行块会“阻塞”其它异步事件的执行。这就意味着当一个异步事件发生(例如,鼠标点击,计时器被触发,或者Ajax异步请求)后,这些事件的回调函数将排在执行队列的***等待执行(实际上,排队的方式根据浏览器的不同而不同,所以这里只是一个简化);

从***个JavaScript执行块开始研究,在***个执行块中两个计时器被初始化:一个10ms的setTimeout()和一个10ms的setInterval()。依据何时何地计时器被初始化(计时器初始化完毕后就会开始计时),计时器实际上会在***个代码块执行完毕前被触发。但是,计时器上绑定的函数不会立即执行(不被立即执行的原因是JavaScript是单线程的)。实际上,被延迟的函数将依次排在执行队列的***,等待下一次恰当的时间再执行。

此外,在***个JavaScript执行块中我们看到了一个“鼠标点击”事件发生了。一个JavaScript回调函数绑定在这个异步事件上了(我们从来不知道用户什么时候执行这个(点击)事件,因此认为它是异步的),这个函数不会被立即执行,和上面的计时器一样,它将排在执行队列的***,等待下一次恰当的时候执行。

当***个JavaScript执行块执行完毕后,浏览器会立即问一个问题:哪个函数(语句)在等待被执行?在这时,一个“鼠标点击事件处理函数”和一个“计时器回调函数”都在等待执行。浏览器会选择一个(实际上选择了“鼠标点击事件的处理函数”,因为由图可知它是先进队的)立即执行。而“计时器回调函数”将等待下次适合的时间执行。

注意,当“鼠标点击事件处理函数”执行的时候,setInterval的回调函数***次被触发了。和setTimeout的回调函数一样,它将排到执行队列的***等待执行。但是,一定要注意这一点:当setInterval回调函数第二次被触发时(此时setTimeout函数仍在执行)setTimeout的***次触发将被抛弃掉。当一个很长的代码块在执行时,可能把所有的setInterval回调函数都排在执行队列的后面,代码块执行完之后,结果便会是一大串的setInterval回调函数等待执行,并且这些函数之间没有间隔,直到全部完成。所以,浏览器倾向于的当没有更多interval的处理函数在排队时再将下一个处理函数排到队尾(这是由于间隔的问题)。

我们能够发现,当第三个setInterval回调函数被触发时,之前的setInterval回调函数仍在执行。这就说明了一个很重要的事实:setInterval不会考虑当前正在执行什么,而把所有的堵塞的函数排到队列尾部。这意味着两次setInterval回调函数之间的时间间隔会被牺牲掉(缩减)。

***,当第二个setInterval回调函数执行完毕后,我们可以看到没有任何程序等待JavaScript引擎执行了。这就意味着浏览器现在在等待一个新的异步事件的发生。在50ms时一个新的setInterval回调函数再次被触发,这时,没有任何的执行块阻塞它的执行了。所以它会立刻被执行。让我们用一个例子来阐明setTimeout和setInterval之间的区别:

  1. setTimeout(function(){     
  2. /* Some long block of code... */    
  3. setTimeout(arguments.callee, 10);     
  4.  }, 10);     
  5.       
  6.  setInterval(function(){     
  7. /* Some long block of code... */    
  8.  }, 10);    
  9.  
  10. setTimeout(function(){  
  11. /* Some long block of code... */  
  12. setTimeout(arguments.callee, 10);  
  13.  }, 10);  
  14.    
  15.  setInterval(function(){  
  16. /* Some long block of code... */  
  17.  }, 10); 

这两句代码乍一看没什么差别,但是它们是不同的。setTimeout回调函数的执行和上一次执行之间的间隔至少有10ms(可能会更多,但不会少于10ms),而setInterval的回调函数将尝试每隔10ms执行一次,不论上次是否执行完毕。

总结

◆JavaScript引擎是单线程的,强制所有的异步事件排队等待执行;

◆setTimeout和 setInterval在执行异步代码的时候有着根本的不同;

◆如果一个计时器被阻塞而不能立即执行,它将延迟执行直到下一次可能执行的时间点才被执行(比期望的时间间隔要长些);

◆如果setInterval回调函数的执行时间将足够长(比指定的时间间隔长),它们将连续执行并且彼此之间没有时间间隔。

上述这些知识点都是非常重要的。了解了JavaScript引擎是如何工作的,尤其是大量的异步事件(连续)发生时,才能为构建高级应用程序打好基础。

原文作者:John Resig

原文链接:http://ejohn.org/blog/how-javascript-timers-work/

【编辑推荐】

  1. 浅析Javascript闭包的特性
  2. JavaScript语法中12个需要绕开的陷阱
  3. 雕虫无小技 JavaScript初学者的10个迷你技巧 
责任编辑:王晓东 来源: JavaEye
相关推荐

2009-07-10 09:05:20

SwingWorker

2020-11-09 09:33:37

多线程

2022-01-04 11:11:32

Redis单线程Reactor

2010-01-28 16:45:44

Android单线程模

2017-03-06 14:08:38

JavaScript单线程setTimeout

2024-02-26 00:00:00

JavaScript单线程高效

2019-11-25 10:13:52

Redis单线程I

2024-09-27 11:51:33

Redis多线程单线程

2012-02-15 10:26:40

JavaJava Socket

2023-08-17 14:12:17

2019-06-17 14:20:51

Redis数据库Java

2020-10-30 16:20:38

Redis单线程高并发

2020-06-11 09:35:39

Redis单线程Java

2021-01-10 11:21:33

JavaScript语言开发

2023-10-15 12:23:10

单线程Redis

2021-06-11 11:28:22

多线程fork单线程

2021-01-28 11:17:49

Python爬虫单线程

2023-12-01 08:18:24

Redis网络

2019-10-29 20:13:43

Java技术程序员

2020-09-23 13:37:25

Redis6.0
点赞
收藏

51CTO技术栈公众号