序

setTimeout()函數(shù)：用來指定某個(gè)函數(shù)或某段代碼在多少毫秒之后執(zhí)行。它返回一個(gè)整數(shù)，表示定時(shí)器timer的編號，可以用來取消該定時(shí)器。

例子

console.log(1);setTimeout(function () { console.log(2);}, 0);console.log(3);

問：最后的打印順序是什么？（如果不了解js的運(yùn)行機(jī)制就會(huì)答錯(cuò)）

正確答案：1 3 2

解析：無論setTimeout的執(zhí)行時(shí)間是0還是1000，結(jié)果都是先輸出3后輸出2，這就是面試官常?？疾榈膉s運(yùn)行機(jī)制的問題，接下來我們要引入一個(gè)概念，JavaScript 是單線程的。

二、 JavaScript 單線程

JavasScript引擎是基于事件驅(qū)動(dòng)和單線程執(zhí)行的，JS引擎一直等待著任務(wù)隊(duì)列中任務(wù)的到來，然后加以處理，瀏覽器無論什么時(shí)候都只有一個(gè)JS線程在運(yùn)行程序，即主線程。

通俗的說：JS在同一時(shí)間內(nèi)只能做一件事，這也常被稱為 “阻塞式執(zhí)行”。

任務(wù)隊(duì)列

那么單線程的JavasScript是怎么實(shí)現(xiàn)“非阻塞執(zhí)行”呢？

答：異步容易實(shí)現(xiàn)非阻塞，所以在JavaScript中對于耗時(shí)的操作或者時(shí)間不確定的操作，使用異步就成了必然的選擇。
諸如事件點(diǎn)擊觸發(fā)回調(diào)函數(shù)、ajax通信、計(jì)時(shí)器這種異步處理是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

答：任務(wù)隊(duì)列

所有任務(wù)可以分成兩種，一種是同步任務(wù)（synchronous），另一種是異步任務(wù)（asynchronous）。

任務(wù)隊(duì)列：一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列，它里面存放著各種事件和任務(wù)。

同步任務(wù)

同步任務(wù)：在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù)，只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)。

• 輸出
• 如：console.log()
• 變量的聲明
• 同步函數(shù)：如果在函數(shù)返回的時(shí)候，調(diào)用者就能夠拿到預(yù)期的返回值或者看到預(yù)期的效果，那么這個(gè)函數(shù)就是同步的。

異步任務(wù)

• setTimeout和setInterval
• DOM事件
• Promise
• process.nextTick
• fs.readFile
• http.get
• 異步函數(shù)：如果在函數(shù)返回的時(shí)候，調(diào)用者還不能夠得到預(yù)期結(jié)果，而是需要在將來通過一定的手段得到，那么這個(gè)函數(shù)就是異步的。

除此之外，任務(wù)隊(duì)列又分為macro-task（宏任務(wù)）與micro-task（微任務(wù)），在ES5標(biāo)準(zhǔn)中，它們被分別稱為task與job。

宏任務(wù)

1. I/O
2. setTimeout
3. setInterval
4. setImmdiate
5. requestAnimationFrame

微任務(wù)

1. process.nextTick
2. Promise
3. Promise.then
4. MutationObserver

宏任務(wù)和微任務(wù)的執(zhí)行順序

一次事件循環(huán)中，先執(zhí)行宏任務(wù)隊(duì)列里的一個(gè)任務(wù)，再把微任務(wù)隊(duì)列里的所有任務(wù)執(zhí)行完畢，再去宏任務(wù)隊(duì)列取下一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行。

注：在當(dāng)前的微任務(wù)沒有執(zhí)行完成時(shí)，是不會(huì)執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)的。

三、setTimeout運(yùn)行機(jī)制

setTimeout 和 setInterval的運(yùn)行機(jī)制是將指定的代碼移出本次執(zhí)行，等到下一輪 Event Loop 時(shí)，再檢查是否到了指定時(shí)間。如果到了，就執(zhí)行對應(yīng)的代碼；如果不到，就等到再下一輪 Event Loop 時(shí)重新判斷。

這意味著，setTimeout指定的代碼，必須等到本次執(zhí)行的所有同步代碼都執(zhí)行完，才會(huì)執(zhí)行。

優(yōu)先關(guān)系：異步任務(wù)要掛起，先執(zhí)行同步任務(wù)，同步任務(wù)執(zhí)行完畢才會(huì)響應(yīng)異步任務(wù)。

四、進(jìn)階

console.log('A');setTimeout(function () { console.log('B');}, 0);while (1) {}

大家再猜一下這段程序輸出的結(jié)果會(huì)是什么？

答：A

注：建議先注釋掉while循環(huán)代碼塊的代碼，執(zhí)行后強(qiáng)制刪除進(jìn)程，不然會(huì)造成“假死”。

同步隊(duì)列輸出A之后，陷入while(true){}的死循環(huán)中，異步任務(wù)不會(huì)被執(zhí)行。

類似的，有時(shí)addEventListener()方法監(jiān)聽點(diǎn)擊事件click，用戶點(diǎn)了某個(gè)按鈕會(huì)卡死，就是因?yàn)楫?dāng)前JS正在處理同步隊(duì)列，無法將click觸發(fā)事件放入執(zhí)行棧，不會(huì)執(zhí)行，出現(xiàn)“假死”。

五、定時(shí)獲取接口更新數(shù)據(jù)

for (var i = 0; i < 4; i++) { setTimeout(function () { console.log(i); }, 1000);}

輸出結(jié)果為，隔1s后一起輸出：4 4 4 4

for循環(huán)是一個(gè)同步任務(wù)，為什么連續(xù)輸出四個(gè)4？

答：因?yàn)橛嘘?duì)列插入的時(shí)間，即使執(zhí)行時(shí)間從1000改成0，還是輸出四個(gè)4。

那么這個(gè)問題是如何產(chǎn)生和解決的呢？請接著閱讀

異步隊(duì)列執(zhí)行的時(shí)間

執(zhí)行到異步任務(wù)的時(shí)候，會(huì)直接放到異步隊(duì)列中嗎？

答案是不一定的。

因?yàn)闉g覽器有個(gè)定時(shí)器（timer）模塊，定時(shí)器到了執(zhí)行時(shí)間才會(huì)把異步任務(wù)放到異步隊(duì)列。
for循環(huán)體執(zhí)行的過程中并沒有把setTimeout放到異步隊(duì)列中，只是交給定時(shí)器模塊了。4個(gè)循環(huán)體執(zhí)行速度非?？欤ú坏?毫秒）。定時(shí)器到了設(shè)置的時(shí)間才會(huì)把setTimeout語句放到異步隊(duì)列中。

即使setTimeout設(shè)置的執(zhí)行時(shí)間為0毫秒，也按4毫秒算。

這就解釋了上題為什么會(huì)連續(xù)輸出四個(gè)4的原因。

HTML5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)的最小值，即最短間隔，不得低于4毫秒。如果低于這個(gè)值，就會(huì)自動(dòng)增加。在此之前，老版本的瀏覽器都將最短間隔設(shè)為10毫秒。

利用閉包實(shí)現(xiàn) setTimeout 間歇調(diào)用

for (let i = 0; i < 4; i++) { (function (j) { setTimeout(function () {  console.log(j); }, 1000 * i) })(i);}

執(zhí)行后，會(huì)隔1s輸出一個(gè)值，分別是：0 1 2 3

• 此方法巧妙利用IIFE聲明即執(zhí)行的函數(shù)表達(dá)式來解決閉包造成的問題。
• 將var改為let，使用了ES6語法。

這里也可以用setInterval()方法來實(shí)現(xiàn)間歇調(diào)用。

詳見：setTimeout和setInterval的區(qū)別

利用JS中基本類型的參數(shù)傳遞是按值傳遞的特征實(shí)現(xiàn)

var output = function (i) { setTimeout(function () { console.log(i); }, 1000 * i)}for (let i = 0; i < 4; i++) { output(i);}

執(zhí)行后，會(huì)隔1s輸出一個(gè)值，分別是：0 1 2 3

實(shí)現(xiàn)原理：傳過去的i值被復(fù)制了。

基于Promise的解決方案

const tasks = [];const output = (i) => new Promise((resolve) => { setTimeout(() => { console.log(i); resolve(); }, 1000 * i);});//生成全部的異步操作for (var i = 0; i < 5; i++) { tasks.push(output(i));}//同步操作完成后，輸出最后的iPromise.all(tasks).then(() => { setTimeout(() => { console.log(i); }, 1000)})

執(zhí)行后，會(huì)隔1s輸出一個(gè)值，分別是：0 1 2 3 4 5

優(yōu)點(diǎn)：提高了代碼的可讀性。

注意：如果沒有處理Promise的reject，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤被丟進(jìn)黑洞。

使用ES7中的async await特性的解決方案（推薦）

const sleep = (timeountMS) => new Promise((resolve) => { setTimeout(resolve, timeountMS);});(async () => { //聲明即執(zhí)行的async for (var i = 0; i < 5; i++) { await sleep(1000); console.log(i); } await sleep(1000); console.log(i);})();

執(zhí)行后，會(huì)隔1s輸出一個(gè)值，分別是：0 1 2 3 4 5

六、事件循環(huán) Event Loop

主線程從任務(wù)隊(duì)列中讀取事件，這個(gè)過程是循環(huán)不斷的，所以整個(gè)的這種運(yùn)行機(jī)制又稱為Event Loop。

有時(shí)候 setTimeout明明寫的延時(shí)3秒，實(shí)際卻5，6秒才執(zhí)行函數(shù)，這又是因?yàn)槭裁矗?/p>

答：setTimeout 并不能保證執(zhí)行的時(shí)間，是否及時(shí)執(zhí)行取決于 JavaScript 線程是擁擠還是空閑。

瀏覽器的JS引擎遇到setTimeout，拿走之后不會(huì)立即放入異步隊(duì)列，同步任務(wù)執(zhí)行之后，timer模塊會(huì)到設(shè)置時(shí)間之后放到異步隊(duì)列中。js引擎發(fā)現(xiàn)同步隊(duì)列中沒有要執(zhí)行的東西了，即運(yùn)行?？樟司蛷漠惒疥?duì)列中讀取，然后放到運(yùn)行棧中執(zhí)行。所以setTimeout可能會(huì)多了等待線程的時(shí)間。

這時(shí)setTimeout函數(shù)體就變成了運(yùn)行棧中的執(zhí)行任務(wù)，運(yùn)行?？樟?，再監(jiān)聽異步隊(duì)列中有沒有要執(zhí)行的任務(wù)，如果有就繼續(xù)執(zhí)行，如此循環(huán)，就叫Event Loop。

七、總結(jié)

JavaScript通過事件循環(huán)和瀏覽器各線程協(xié)調(diào)共同實(shí)現(xiàn)異步。同步可以保證順序一致，但是容易導(dǎo)致阻塞；異步可以解決阻塞問題，但是會(huì)改變順序性。

知識點(diǎn)梳理：

• 理解JS的單線程的概念：一段時(shí)間內(nèi)做一件事
• 理解任務(wù)隊(duì)列：同步任務(wù)、異步任務(wù)
• 理解 Event Loop
• 理解哪些語句會(huì)放入異步任務(wù)隊(duì)列
• 理解語句放入異步任務(wù)隊(duì)列的時(shí)機(jī)

最后，希望大家閱后有所收獲。
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