二十六、JS中的异步编程与Promise
1. JavaScript的异步编步机制
在了解JavaScript的异步机制之前,我们首先需要理解JavaScript是一种单线程语言。单线程就意味着所有的任务需要按照顺序一次执行,如果前一个任务没有完成,后一个任务就无法开始。这个特性在执行大量或耗时任务时可能会导致阻塞或者界面卡死,这显然是不可取的。
为了解决这个问题,JavaScript引入了异步编程的机制。简单地说,异步就是你现在发出了一个“命令”,但是并不等待这个“命令”完成,而是继续执行下一个“命令”。只有在“听到”之前的那个“命令”完成了的消息时,才会回过头来处理这个“命令”的结果。这就是所谓的异步编程。
2. 事件循环(Event Loop)和任务队列(Task Queue)
这种异步的机制是如何实现的呢?关键在于事件循环(Event Loop)和任务队列(Task Queue)。
事件循环是 JavaScript 内部的一个处理过程,系统会在此处不断地循环等待,检查任务队列中是否有任务,如果有,就处理它。
而任务队列,就是一个存储待处理任务的队列,当我们使用 setTimeout、setInterval、ajax等API时,实际上是向任务队列中添加了一个任务。
当主线程空闲时(也就是同步任务都执行完毕),便会去看任务队列里有没有任务,如果有,便将其取出执行;没有的话,则继续等待。
这个模型可以简单地用下面的代码表示:
while (true) { let task = taskQueue.pop(); execute(task);}
3. 宏任务和微任务
在任务队列中,任务被分为两类:宏任务(MacroTask)和微任务(MicroTask)。两者的区别在于,宏任务在下一轮事件循环开始时执行,微任务在本轮事件循环结束时执行。这意味着微任务的优先级高于宏任务。
常见的宏任务有:script全文(可以看作一种宏任务)、setTimeout、setInterval、setImmediate(Node.js 环境)、I/O、UI渲染。
常见的微任务有:Promise、process.nextTick(Node.js环境)、MutationObserver(html5新特性)。
事件循环的顺序,决定了 JavaScript 代码的执行顺序。过程如下:
- 执行同步代码,这属于宏任务
- 执行栈为空,查询是否有微任务需要执行
- 执行所有微任务
- 必要的话渲染UI
- 然后开始下一轮 Event loop,执行宏任务中的异步代码
代码示例如下:
console.log('script start'); // 宏任务 setTimeout(function() { console.log('setTimeout'); // 宏任务}, 0); Promise.resolve().then(function() { console.log('promise1'); // 微任务}).then(function() { console.log('promise2'); // 微任务}); console.log('script end'); // 宏任务
输出顺序为:script start -> script end -> promise1 -> promise2 -> setTimeout。这是因为JavaScript执行机制决定了微任务比宏任务优先执行。