詳解JavaScript執(zhí)行模型
JavaScript執(zhí)行模型
引言
JavaScript是一個單線程(Single-threaded)異步(Asynchronous)非阻塞(Non-blocking)并發(fā)(Concurrent)語言,這些語言效果通過一個調(diào)用棧(Call Stack)、一個事件循環(huán)(Event Loop)、一個回調(diào)隊列(Callback Queue)有些時候也叫任務(wù)隊列(Task Queue)與跟運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的API組成。
概念
調(diào)用棧 Call Stack
調(diào)用棧是一個LIFO后進(jìn)先出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的函數(shù)運(yùn)行棧,它內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為函數(shù)幀。當(dāng)在JavaScript中調(diào)用一個函數(shù)時,它將被壓入棧中,當(dāng)這個函數(shù)內(nèi)部還有另一個函數(shù)被調(diào)用時,另一個函數(shù)將會被壓入棧頂,直到其內(nèi)部沒有更多調(diào)用,棧頂函數(shù)將會被以單線程方式執(zhí)行并出棧,直到最后一個函數(shù)幀出棧。JavaScript語言特性中的單線程就是指的調(diào)用棧的單線程運(yùn)行。
function multiply(a, b) { return a * b; } function square(n) { return multiply(n, n) } function printSquare(n) { console.log(square(n)); } printSquare(4);
首先調(diào)用棧壓入main()
,掃描到printSquare()
函數(shù)調(diào)用調(diào)用棧壓入printSquare(4)
,printSquare
函數(shù)內(nèi)部調(diào)用square(n)
該函數(shù)被壓入棧,同理multiply(n, n)
函數(shù)也被壓入棧且沒有更多調(diào)用,JavaScript引擎開始執(zhí)行棧頂函數(shù)multiply(n, n)
返回結(jié)果并出棧,以此類推直到main()函數(shù)出棧。
調(diào)用棧有一個意外情況,當(dāng)函數(shù)遞歸調(diào)用其自身時調(diào)用棧將溢出,執(zhí)行環(huán)境將報錯。
function foo() { foo(); } foo();
任務(wù)隊列 Task Queue
任務(wù)隊列是WebAPI的一部分,也就是說它本身并不是ECMAScript標(biāo)準(zhǔn)的一部分,而是運(yùn)行環(huán)境自行實(shí)現(xiàn)的。任務(wù)隊列是所有回調(diào)函數(shù)排隊執(zhí)行的FIFO先進(jìn)先出隊列,它的單位是任務(wù)(Task),每個任務(wù)都關(guān)聯(lián)著一個用于處理這個任務(wù)的回調(diào)函數(shù)。在事件循環(huán)(Event Loop)中會將任務(wù)隊列內(nèi)的函數(shù)壓入調(diào)用棧執(zhí)行并出隊列,直至為空。
任務(wù)隊列在瀏覽器的實(shí)現(xiàn)中被分為了宏任務(wù)隊列(macrotask queue)和微任務(wù)隊列(microtask queue),它們分別個自承載宏任務(wù)(macrotask)和微任務(wù)(microtask)的排隊,其中宏任務(wù)隊列與宏任務(wù)又被默認(rèn)為常規(guī)的任務(wù)隊列與任務(wù)。
當(dāng)調(diào)用棧內(nèi)所有調(diào)用都完成執(zhí)行后,事件輪詢會在每次處理宏任務(wù)隊列的一個宏任務(wù)后處理微任務(wù)隊列的全部微任務(wù),也就是微任務(wù)基本會在宏任務(wù)處理之前被處理。微任務(wù)處理中間不會被UI或網(wǎng)絡(luò)事件處理被執(zhí)行,微任務(wù)執(zhí)行是連續(xù)的。
會被添加到宏任務(wù)的方法的回調(diào)有:
- script:script標(biāo)簽中的代碼解析運(yùn)行
- setTimeout
- setInterval
- setImmediate
- I/O
- UI rendering:UI渲染,每16.6ms放到隊列上一次,60fps,如果調(diào)用棧被占用則會被阻塞
會被添加到微任務(wù)的Web API方法有:
會被添加到微任務(wù)的Web API方法有:
- process.nextTick:Node提供的
- Promise
- Object.observe
- MutationObserver
微任務(wù)只會從我們編寫的代碼中產(chǎn)生,宏任務(wù)既可能從我們編寫的代碼中產(chǎn)生也可能從瀏覽器本身事件、渲染、IO產(chǎn)生。
事件循環(huán) Event Loop
事件循環(huán)是JavaScript的事件處理機(jī)制,它會一直輪詢消息隊列,當(dāng)滿足調(diào)用棧為空且消息隊列不為空時,它將把消息隊列隊頭的消息壓入執(zhí)行棧。這樣的機(jī)制保證了函數(shù)不會被中斷,不會有線程切換帶來的數(shù)據(jù)不一致等情況
事件循環(huán)在調(diào)用棧為空時輪詢,順序為
1.找到任務(wù)隊列(宏任務(wù)隊列)的最早被添加的任務(wù)并將其添加到調(diào)用棧執(zhí)行
2.執(zhí)行所有微任務(wù)隊列內(nèi)的任務(wù)
- 當(dāng)微任務(wù)隊列不為空時找到微任務(wù)隊列最早被添加的任務(wù)并將其添加到調(diào)用棧執(zhí)行
3.渲染所有變化
4.如果宏任務(wù)隊列為空等待宏任務(wù)出現(xiàn)
5.返回步驟1
JavaScript運(yùn)行時 Runtime
瀏覽器的JavaScript代碼執(zhí)行也就是調(diào)用棧與堆(用于儲存變量對象等)由JavaScript引擎提供,用的比較多的是谷歌的V8引擎,Chrome、Edge瀏覽器、Nodejs均使用該引擎。
事件循環(huán)Event Loop、任務(wù)隊列Task Queue(回調(diào)隊列Callback Queue)、WebAPI或Node API由運(yùn)行環(huán)境提供。
以上就是詳解JavaScript執(zhí)行模型的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于JavaScript執(zhí)行模型的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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