1.背景介绍

2.知识剖析

3.常见问题

4.解决方案

5.编码实战

6.扩展思考

7.参考文献

8.更多讨论

1.背景介绍

javascript的单线程特性

由于javascript语言是一门“单线程”的语言，所以，javascript就像一条流水线，仅仅是一条流水线而已，要么加工，要么包装，不能同时进行多个任务和流程。

任务队列

单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。于是就有一个概念——任务队列。如果排队是因为计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备（输入输出设备）很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。于是JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。

事件循环

单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。于是就有一个概念——任务队列。如果排队是因为计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备（输入输出设备）很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。于是JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。

2.知识剖析

名词解析

那么这里说的同步和异步到底是什么呢？js官方的文档在使用这两个词的时候并不准确，包括其他文档和很多其他词汇，都只是听起来高深，但实际应用好像跟这些词没半毛钱关系。例如“路由”这个词，不知道的人从字面意义上谁又能说出“路由”是什么意思呢？倒是路由器在生活中经常遇到不会感到陌生,将route使用谷歌翻译之后,其实就是路径和线路的意思,这样路由的概念也就跃然于脑海之中了,也就是说遇到陌生的概念和词汇,大可不必惊慌失措,重要的是理解其背后的本质

同步和异步的概念

“同步”—— 一下就让人想到“一起”这个词；“异步”呢，从字面来讲，好像是在不同的（异）的ways上do something，那首先想到的词可能是“一边...一边...”,比如‘小明一边吃雪糕一边写作业’，这完全没毛病，雪糕吃完了，作业也写完了，这就是异步？这种解释十分表面,停留在这个层面显然是不够的 无论如何，做事情的时候都是只有一条流水线（单线程），同步和异步的差别就在于这条流水线上各个流程的执行顺序不同。 可以简单地理解为：可以改变程序正常执行顺序的操作就可以看成是异步操作。例如setTimeout和setInterval函数,Ajax通信等

同步和异步的区别

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,ok,这不难理解；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，只有等主线程任务执行完毕，"任务队列"开始通知主线程，请求执行任务，该任务才会进入主线程执行

异步运行机制

只要主线程空了，就会去读取"任务队列"，这就是JavaScript的运行机制。这个过程会不断重复

1. 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。
2. 主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。
3. 一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
4. 主线程不断重复上面的第三步。

回调函数

所谓"回调函数"（callback），就是那些会被主线程挂起来的代码。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应,异步任务必须指定回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。例如ajax的success，complete，error也都指定了各自的回调函数，这些函数就会加入“任务队列”中，等待执行。

3.常见问题

回调函数,同步,异步,单线程,任务队列,事件循环,这么多吓人的概念,彼此的关联又是如此的紧密,得想个办法把这些串起来,并进行总结梳理.

4.解决方案

无法回避的核心:JavaScript 代码执行机制

1. JavaScript是单线程，意味着任务要一个接着一个完成，但是，如果前一个任务执行时间很长，那么后面的任务就得一直阻塞着，这样用户体验十分差。
2. JavaScript的设计者考虑到了这一点，所以他将JavaScript的任务分为两种，在主线程上执行的任务"同步任务"，被主线程挂载起来的任务"异步任务",后者一般是放在一个叫任务队列的数据结构中
3. 一旦单线程内的所有同步任务执行完毕了，系统就会读取“任务队列,这相当于一个while循环,所以也称为事件循环
4. 读取任务队列中的异步任务所采用的方法就是使用回调函数

5.编码实战

6.扩展思考

同步和异步在社会生活中的映射

在公路上，汽车一辆接一辆，有条不紊的运行。这时，有一辆车坏掉了。假如它停在原地进行修理，那么后面的车就会被堵住没法行驶，交通就乱套了。幸好旁边有应急车道，可以把故障车辆推到应急车道修理，而正常的车流不会受到任何影响。等车修好了，再从应急车道回到正常车道即可。唯一的影响就是，应急车道用多了，原来的车辆之间的顺序会有点乱。

同步可以保证顺序一致，但是容易导致阻塞；异步可以解决阻塞问题，但是会改变顺序性。改变顺序性其实也没有什么大不了的，只不过让程序变得稍微难理解了一些。

回调函数(callback)

约会结束后你送你女朋友回家，离别时，你肯定会说：“到家了给我发条信息(call me back)，我很担心你。” 对不，然后你女朋友回家以后还真给你发了条信息。小伙子，你有戏了。其实这就是一个回调的过程。你留了个参数函数（要求女朋友给你发条信息）给你女朋友，然后你女朋友回家，回家的动作是主函数。她必须先回到家以后，主函数执行完了，再执行传进去的函数，然后你就收到一条信息了。

回调，回调，就是回头调用的意思。主函数的事先干完，回头再调用传进来的那个函数。

7.参考文献

参考一： JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop

参考二： js中的同步和异步的个人理解

8.更多讨论

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By 严泽浩丨曾健