javaScript Core -- 运行机制：单线程&&任务队列

JavaScript 运行机制

1.单线程

      

    多线程操作可以实现应用的并行处理，从而以更高的CPU利用率提高整个应用程序的性能和吞吐量。现在很多语言都支持多核并行处理技术，然而JavaScript却以单线程执行，为什么呢？

    其实这要追溯到JavaScript的的诞生伊始。作为一门浏览器端脚本语言，JavaScript从被创造出的那一刻开始，就主要用于与用户互动，以及操作DOM，进行客户端校验，业务场景十分清晰简单。若以多线程的方式操作这些DOM，则可能出现操作冲突。假设有两个线程同时操作一个DOM元素，线程1要求浏览器删除DOM，而线程2却要求修改DOM样式，这时浏览器就无法决定采用哪个线程的操作。当然，我们可以为浏览器引入“锁”的机制来解决这个冲突，但这会大大提高javascript语言本身的复杂性。加上其他的一些原因，JavaScript 从诞生开始就选择了单线程这条道路。

     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。但是如果不是由于CPU处于忙碌状态而导致的排队，仅仅是由于IO设备导致的排队（此时CPU处于空闲状态呢,但是IO设备占用主线程），JS则必须等待IO的结果才能继续进行，这段时间CPU的空闲状态是浪费掉了。但是完全可以在这时主线程不管IO设备，挂起处于等待状态的任务，先运行处于后面的任务，这些耗时的任务完成后则以回调的方式执行相应处理，等IO操作结束了，再回过头，把挂起的任务继续执行。异步与回调的思想贯彻了整个JavaScript的生命周期。

2.异步执行机制

    一个 JavaScript 运行时包含了一个任务队列，该队列是由一系列待处理的任务组成，且每个任务都有相对应的回调函数。IO设备完成一项任务，就在"任务队列"中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。

    javascript的主线程是一个类似于栈的数据结构，存放着正在执行的程序。当栈为空时，就会从任务队列中取出一个任务并处理之。该次处理会调用与该任务相关联的一系列函数。当该任务处理完毕后，栈就会再次为空，如此循环，具体如下：

• 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。
• 主线程之外，还存在一个"任务队列"。只要异步任务(I/O，网路请求等耗时操作)有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。

• 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"里第一个待处理任务，执行对应的回调函数，结束等待状态，进入执行栈，开始执行。

  主线程不断重复上面的第三步。

   注意在第三步中：一般情况下排在前面的事件优先自动被读取，只要执行栈一清空，"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。但是，由于存在后文提到的"定时器"功能，主线程首先要检查一下执行时间，某些事件只有到了规定的时间，才能返回主线程。

    注：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"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执行。

 

举个例子来为上面的结论做佐证

<span style="font-size:18px;">setTimeout(function() { console.log(1); } , 1000);
console.log('a')
setTimeout(function() { console.log(2); } , 800);
console.log('b')
setTimeout(function() { console.log(3); } , 600);</span>

输出
a
b
3
2
1