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js中的同步和异步

Yellow_ice 2019-02-25 21:13:00 阅读数:268 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

  自从读了研后,走上了学术之路,每天除了看论文就是做实验,最后发现自己还是喜欢开发呀,于是我又重回前端啦~

  隔了这么久没学前端,好像很多东西都忘了不少,而且不得不说前端的技术更新是真的快,接下来将会重新拾起前端的一点一滴,首先进入的是js的同步和异步的世界~

 

一、单线程

(1)单线程的概念  

  如果大家熟悉java,应该都知道,java是一门多线程语言,我们常常可以利用java的多线程处理各种各样的事,比如说文件上传,下载等,而JavaScript是否也可以支持多线程呢?

  答案是否定的,JavaScript是一门单线程的语言,因此,JavaScript在同一个时间只能做一件事,单线程意味着,如果在同个时间有多个任务的话,这些任务就需要进行排队,前一个任务执行完,才会执行下一个任务,比如说下面这段代码

 

// 同步代码
function fun1() {
console.log(1);
}
function fun2() {
console.log(2);
}
fun1();
fun2();
// 输出
1
2

 

  很容易可以看出,输出会依次输入1,2,因为代码是从上到下依次执行,执行完fun1(),才继续执行fun2(),但是如果fun1()中的代码执行的是读取文件或者ajax操作,文件的读取和数据的获取都需要一定时间,难道我们需要完全等到fun1()执行完才能继续执行fun2()么?为了解决这个问题,后面我们会介绍同步和异步的概念

(2)为什么是单线程

    其实,JavaScript的单线程,与它的用途是有很大关系,我们都知道,JavaScript作为浏览器的脚本语言,主要用来实现与用户的交互,利用JavaScript,我们可以实现对DOM的各种各样的操作,如果JavaScript是多线程的话,一个线程在一个DOM节点中增加内容,另一个线程要删除这个DOM节点,那么这个DOM节点究竟是要增加内容还是删除呢?这会带来很复杂的同步问题,因此,JavaScript是单线程的

 

二、同步任务和异步任务

(1)为什么会有同步和异步

    因为JavaScript的单线程,因此同个时间只能处理同个任务,所有任务都需要排队,前一个任务执行完,才能继续执行下一个任务,但是,如果前一个任务的执行时间很长,比如文件的读取操作或ajax操作,后一个任务就不得不等着,拿ajax来说,当用户向后台获取大量的数据时,不得不等到所有数据都获取完毕才能进行下一步操作,用户只能在那里干等着,严重影响用户体验

    因此,JavaScript在设计的时候,就已经考虑到这个问题,主线程可以完全不用等待文件的读取完毕或ajax的加载成功,可以先挂起处于等待中的任务,先运行排在后面的任务,等到文件的读取或ajax有了结果后,再回过头执行挂起的任务,因此,任务就可以分为同步任务和异步任务

(2)同步任务

    同步任务是指在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能继续执行下一个任务,当我们打开网站时,网站的渲染过程,比如元素的渲染,其实就是一个同步任务

(3)异步任务

    异步任务是指不进入主线程,而进入任务队列的任务,只有任务队列通知主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程,当我们打开网站时,像图片的加载,音乐的加载,其实就是一个异步任务

function fun1() {
console.log(1);
}
function fun2() {
console.log(2);
}
function fun3() {
console.log(3);
}
fun1();
setTimeout(function(){
fun2();
},0);
fun3();
// 输出
1
3
2

    有了异步,就算fun2()里面是文件的读取或ajax这种需要耗时的任务,也不怕fun3()要等到fun2()执行完才能执行啦

(4)异步机制

    那么,JavaScript中的异步是怎么实现的呢?那要需要说下回调和事件循环这两个概念啦

    首先要先说下任务队列,我们在前面也介绍了,异步任务是不会进入主线程,而是会先进入任务队列,任务队列其实是一个先进先出的数据结构,也是一个事件队列,比如说文件读取操作,因为这是一个异步任务,因此该任务会被添加到任务队列中,等到IO完成后,就会在任务队列中添加一个事件,表示异步任务完成啦,可以进入执行栈啦~但是这时候呀,主线程不一定有空,当主线程处理完其它任务有空时,就会读取任务队列,读取里面有哪些事件,排在前面的事件会被优先进行处理,如果该任务指定了回调函数,那么主线程在处理该事件时,就会执行回调函数中的代码,也就是执行异步任务啦

    单线程从从任务队列中读取任务是不断循环的,每次栈被清空后,都会在任务队列中读取新的任务,如果没有任务,就会等到,直到有新的任务,这就叫做任务循环,因为每个任务都是由一个事件触发的,因此也叫作事件循环

    总的来说,JavaScript的异步机制包括以下几个步骤

 

(1)所有同步任务都在主线程上执行,行成一个执行栈
(2)主线程之外,还存在一个任务队列,只要异步任务有了结果,就会在任务队列中放置一个事件
(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,看看里面还有哪些事件,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)主线程不断的重复上面的第三步

 

 

三、异步编程

    那么,怎么才能实现异步编程,写出性能更好的代码呢,下面有几种方式

(1)回调函数

    回调函数是实现异步编程最简单的方法啦,回调函数我们在使用ajax时应该用的很多啦,其实在使用ajax时,我们就用到了异步

 

var req = new XMLHttpRequest();
req.open("GET",url);
req.send(null);
req.onreadystatechange=function(){}

 

    req.send()方法是 AJAX  向服务器发生数据,它是一个异步任务,而 req.onreadystatechange()属于事件回调,借由浏览器的HTTP请求线程发起对服务器的请求,在请求得到响应之后触发请求完成事件,将回调函数推入事件队列等待执行

    其实像setTimeout,还有我们平时为元素绑定监听事件,和上面说的道理也是一样的

    回调函数的优点是简单、容易理解和部署,缺点是不利于代码的阅读和维护,各个部分之间高度耦合(Coupling),流程会很混乱,而且每个任务只能指定一个回调函数

(2)Promise

    一直以来,JavaScript处理异步都是以callback的方式,在前端开发领域callback机制几乎深入人心,近几年随着JavaScript开发模式的逐渐成熟,CommonJS规范顺势而生,其中就包括提出了Promise规范,Promise完全改变了js异步编程的写法,让异步编程变得十分的易于理解,同时Promise也已经纳入了ES6,而且高版本的chrome、firefox浏览器都已经原生实现了Promise,只不过和现如今流行的类Promise类库相比少些API

    Promise包括以下几个规范

  • 一个promise可能有三种状态:等待(pending)、已完成(fulfilled)、已拒绝(rejected)
  • 一个promise的状态只可能从“等待”转到“完成”态或者“拒绝”态,不能逆向转换,同时“完成”态和“拒绝”态不能相互转换
  • promise必须实现then方法(可以说,then就是promise的核心),而且then必须返回一个promise,同一个promise的then可以调用多次,并且回调的执行顺序跟它们被定义时的顺序一致
  • then方法接受两个参数,第一个参数是成功时的回调,在promise由“等待”态转换到“完成”态时调用,另一个是失败时的回调,在promise由“等待”态转换到“拒绝”态时调用,同时,then可以接受另一个promise传入,也接受一个“类then”的对象或方法,即thenable对象

    在使用Promise时,我们需要检测一些浏览器是否支持Promise

 

if(typeof(Promise)==="function") {
console.log("支持");
}
else {
console.log("不支持");
}

 

    我们可以使用new Promise进行Promise的创建

function wait(time) {
return new Promise(function(resolve,reject) {
setTimeout(resolve,time);
});
}

    这个时候我们就可以使用Promise处理异步任务啦

wait(1000).then(function(){
console.log(1);
})

    上面这个例子表示1秒后输出1,同样的道理,我们可以使用Promise进行更加复杂的操作,关于更多的操作,就不继续说啦,关于异步的实现,其实还有其它的一些方法,但是因为上面说的这两种方法用的比较多,所以就只说上面这两种了

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

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