同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)

一、JavaScript是单线程的

js.png
  • 首先javascript语言是一门“单线程”的语言,不像java语言,类继承Thread再来个thread.start就可以开辟一个线程,所以,javascript就像一条流水线,仅仅是一条流水线而已,要么加工,要么包装,不能同时进行多个任务和流程。
  • 单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着。于是就有一个概念——任务队列。如果排队是因为计算量大,CPU忙不过来,倒也算了,但是很多时候CPU是闲着的,因为IO设备(输入输出设备)很慢(比如Ajax操作从网络读取数据),不得不等着结果出来,再往下执行。于是JavaScript语言的设计者意识到,这时主线程完全可以不管IO设备,挂起处于等待中的任务,先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果,再回过头,把挂起的任务继续执行下去。

JS为何是单线程的?

JavaScript的单线程,与它的用途有关。作为浏览器脚本语言,JavaScript的主要用途是与用户互动,以及操作DOM。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题。

比如,假定JavaScript同时有两个线程,一个线程在某个DOM节点上添加内容,另一个线程删除了这个节点,这时浏览器应该以哪个线程为准?
所以,为了避免复杂性,从一诞生,JavaScript就是单线程,这已经成这门语言的核心特征,将来也不会改变。
注:所谓单线程,是指在JS引擎中负责解释和执行JavaScript代码的线程只有一个。

二、同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)是什么意思?

  • 于是,所有任务可以分成两种,一种是同步任务(synchronous),另一种是异步任务(asynchronous)。同步任务指的是,在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务;异步任务指的是,不进入主线程、而进入"任务队列"(task queue)的任务,只有等主线程任务执行完毕,"任务队列"开始通知主线程,请求执行任务,该任务才会进入主线程执行。
  • “同步”可能让人联想到“一起”这个词;
  • “异步”从字面来讲,好像是在不同的(异)的ways上do something,那首先想到的词可能是“一边...一边...”,比如‘小明一边吃雪糕一边写作业’,这完全没毛病,雪糕吃完了,作业也写完了,这就是异步?那就大错特错了!
  • 同步和异步,无论如何,做事情的时候都是只有一条流水线(单线程),同步和异步的差别就在于这条流水线上各个流程的执行顺序不同。
  • 在计算机领域,同步就是指一个进程在执行某个请求的时候,若该请求需要一段时间才能返回信息,那么这个进程将会一直等待下去,直到收到返回信息才继续执行下去;异步是指进程不需要一直等下去,而是继续执行下面的操作,不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理,这样可以提高执行的效率。
  • 形象的说同步就是你去商城买手机,店家说你这款手机在仓库,他就去仓库拿货,你得在店里等着,不能离开,这叫做同步。而异步就是你现在你在网上下单买手机,下单完成后你就可用做其他时间(追剧、打王者、lol)等货到了去签收就好了,这就叫异步。

二、举例说明

最基础的异步是setTimeoutsetInterval函数,很常见,但是很少人有人知道其实这就是异步,因为它们可以控制js的执行顺序。我们也可以简单地理解为:可以改变程序正常执行顺序的操作就可以看成是异步操作。

<script>
    console.log( "1" );
    setTimeout(function() {
        console.log( "2" )
    }, 0 );
    setTimeout(function() {
        console.log( "3" )
    }, 0 );
    setTimeout(function() {
        console.log( "4" )
    }, 0 );
    console.log( "5" );
</ script>

输出结果是 : 1 5 2 3 4
尽管我们设置了setTimeout(function,time)中的等待时间为0,结果其中的function还是后执行。

  • 尽管setTimeout的time延迟时间为0,其中的function也会被放入一个队列中,等待下一个机会执行,当前的代码(指不需要加入队列中的程序console.log( "1" );与console.log( "5" );)必须在该队列的程序完成之前完成,因此结果可能不与预期结果相同。

这里说到了一个“队列”(即任务队列),该队列放的是什么呢,放的就是setTimeout中的function,这些function依次加入该队列,即该队列中所有function中的程序将会在该队列以外的所有代码执行完毕之后再以此执行,这是为什么呢?因为在执行程序的时候,浏览器会默认setTimeout以及ajax请求这一类的方法都是耗时程序(尽管可能不耗时),将其加入一个队列中,该队列是一个存储耗时程序的队列,在所有不耗时程序执行过后,再来依次执行该队列中的程序。

三、在JS中异步编程只有四种情况:

  1. 定时器都是异步编程的
  2. 所有的事件都是异步编程的
  3. Ajax读取数据的时候, 我们一般都设置为异步编程
  4. 回调函数也都是异步编程的
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