JavaScript執(zhí)行模型

引言

JavaScript是一個(gè)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(gè)調(diào)用棧（Call Stack）、一個(gè)事件循環(huán)（Event Loop）、一個(gè)回調(diào)隊(duì)列（Callback Queue）有些時(shí)候也叫任務(wù)隊(duì)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(gè)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(gè)函數(shù)時(shí)，它將被壓入棧中，當(dāng)這個(gè)函數(shù)內(nèi)部還有另一個(gè)函數(shù)被調(diào)用時(shí)，另一個(gè)函數(shù)將會(huì)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(huì)被以單線程方式執(zhí)行并出棧，直到最后一個(gè)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(gè)意外情況，當(dāng)函數(shù)遞歸調(diào)用其自身時(shí)調(diào)用棧將溢出，執(zhí)行環(huán)境將報(bào)錯(cuò)。

function foo() {
 foo();
}
foo();

任務(wù)隊(duì)列 Task Queue

任務(wù)隊(duì)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(duì)列是所有回調(diào)函數(shù)排隊(duì)執(zhí)行的FIFO先進(jìn)先出隊(duì)列，它的單位是任務(wù)（Task），每個(gè)任務(wù)都關(guān)聯(lián)著一個(gè)用于處理這個(gè)任務(wù)的回調(diào)函數(shù)。在事件循環(huán)（Event Loop）中會(huì)將任務(wù)隊(duì)列內(nèi)的函數(shù)壓入調(diào)用棧執(zhí)行并出隊(duì)列，直至為空。

任務(wù)隊(duì)列在瀏覽器的實(shí)現(xiàn)中被分為了宏任務(wù)隊(duì)列（macrotask queue）和微任務(wù)隊(duì)列（microtask queue），它們分別個(gè)自承載宏任務(wù)（macrotask）和微任務(wù)（microtask）的排隊(duì)，其中宏任務(wù)隊(duì)列與宏任務(wù)又被默認(rèn)為常規(guī)的任務(wù)隊(duì)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(huì)在每次處理宏任務(wù)隊(duì)列的一個(gè)宏任務(wù)后處理微任務(wù)隊(duì)列的全部微任務(wù)，也就是微任務(wù)基本會(huì)在宏任務(wù)處理之前被處理。微任務(wù)處理中間不會(huì)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(huì)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(duì)列上一次，60fps，如果調(diào)用棧被占用則會(huì)被阻塞

會(huì)被添加到微任務(wù)的Web API方法有：

會(huì)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(huì)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(huì)一直輪詢消息隊(duì)列，當(dāng)滿足調(diào)用棧為空且消息隊(duì)列不為空時(shí)，它將把消息隊(duì)列隊(duì)頭的消息壓入執(zhí)行棧。這樣的機(jī)制保證了函數(shù)不會(huì)被中斷，不會(huì)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(shí)輪詢，順序?yàn)?/p>

1.找到任務(wù)隊(duì)列（宏任務(wù)隊(duì)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(duì)列內(nèi)的任務(wù)

• 當(dāng)微任務(wù)隊(duì)列不為空時(shí)找到微任務(wù)隊(duì)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(duì)列為空等待宏任務(wù)出現(xiàn)
5.返回步驟1

JavaScript運(yùn)行時(shí) Runtime

瀏覽器的JavaScript代碼執(zhí)行也就是調(diào)用棧與堆（用于儲(chǔ)存變量對(duì)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(duì)列Task Queue（回調(diào)隊(duì)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(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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