JS中异步和同步、并发和并行、单线程和多线程的关系

JavaScript 单线程、异步与多线程解析

最新推荐文章于 2025-11-24 11:38:41 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-24 11:38:41 发布 · 1.7k 阅读

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1. 单线程与多线程

单线程：

JavaScript 是一种单线程语言，这意味着它一次只能执行一项任务。这是因为 JavaScript 的执行环境（如浏览器或 Node.js）只有一个主线程来处理代码。
优点：避免了竞争条件和并发问题，因为一次只有一个任务在执行。
缺点：如果一个任务耗时过长，其他任务就必须等待，可能导致用户界面冻结。

多线程：

多线程意味着程序有多个线程可以同时执行任务。
JavaScript 本身是单线程的，但可以通过Web Workers（浏览器）或Worker Threads（Node.js）实现一定程度的多线程处理。

关系：

JavaScript 核心运行环境是单线程的，但可以通过 Web Workers 等方式实现多线程。单线程一次只能执行一个任务，多线程则可以并行执行多个任务。

2. 同步与异步

同步：

同步代码按顺序执行，当前任务必须完成，才能开始下一个任务。同步任务会阻塞其他任务的执行。

示例：
```
console.log('任务 1');
console.log('任务 2');
console.log('任务 3');
```
输出顺序是 任务 1 -> 任务 2 -> 任务 3，它们是按顺序执行的。

异步：

异步代码允许 JavaScript 在处理某些任务时不阻塞主线程。
常见的异步操作包括：
- setTimeout/setInterval
- 网络请求（如 fetch()）
- 文件 I/O（Node.js）
示例：
```
console.log('任务 1');
setTimeout(() => {
  console.log('异步任务');
}, 1000);
console.log('任务 2');
```
输出顺序是 任务 1 -> 任务 2 -> 异步任务，异步任务会在 1 秒后执行。

关系：

同步任务按顺序执行，阻塞主线程，而异步任务允许在等待某个任务完成时执行其他任务，避免主线程被阻塞。

3. 并发与并行

并发：

并发是指即使在单线程环境中，通过异步编程，JavaScript 也可以管理多个任务。尽管这些任务不会在同一时刻同时执行，但它们可以“并发”进行。

并发示例：
```
setTimeout(() => console.log('异步任务 1'), 1000);
setTimeout(() => console.log('异步任务 2'), 500);
console.log('同步任务');
```
输出顺序是 同步任务 -> 异步任务 2 -> 异步任务 1。异步任务之间通过事件循环机制进行调度。

并行：

并行指多个任务在同一时刻同时执行，这通常需要多线程支持。JavaScript 可以通过Web Workers实现并行。

并行示例（通过 Web Workers）：

const worker = new Worker('worker.js');
worker.postMessage('开始计算');

worker.onmessage = function(event) {
  console.log('从 worker 接收到消息:', event.data);
};

关系：

并发是在单线程环境中通过异步任务管理多个任务，而并行是通过多线程同时执行多个任务。

4. JavaScript 的事件循环（Event Loop）

JavaScript 的事件循环机制是管理异步和并发任务的核心。它允许 JavaScript 以非阻塞的方式执行任务，尽管 JavaScript 是单线程的。

事件循环的工作流程：

执行同步任务，直到任务队列为空。
检查异步任务队列，执行回调或处理已完成的异步任务。
循环执行以上步骤。

示例：

console.log('任务 1');
setTimeout(() => console.log('异步任务'), 1000);
console.log('任务 2');

输出顺序：任务 1 -> 任务 2 -> 异步任务。

总结关系

JavaScript 是单线程的，但通过异步编程和事件循环，它可以并发执行任务。
同步任务会阻塞主线程，而异步任务可以在不阻塞的情况下执行。
JavaScript 可以通过Web Workers等方式实现多线程，实现并行处理多个任务。

深入理解异步–减少的是等待时间而不是执行时间，任务最终要放在主线程执行

异步代码允许 JavaScript 在处理某些任务时不阻塞主线程。通常用于setTimeout、setInterval、网络请求、文件操作等不会立即返回结果的任务。
怎么减少的？在浏览器的配合下，异步操作可以减少等待时间：在执行异步任务（如网络请求或文件读取）时，JavaScript 发出请求后，不会等待它的完成，而是继续执行后续代码。当异步操作完成（例如定时器到期、服务器响应数据回来）时，浏览器会将其回调函数加入到任务队列，等待主线程空闲后再执行这些回调。这样，JavaScript 不会因为等待外部资源（如服务器响应）而浪费时间，确保主线程能够保持高效执行。
如果将计算密集型任务设置为异步任务，由于计算任务仍然会在主线程上执行，它依然会阻塞主线程。因此，异步任务的作用并不是减少计算时间，而是避免在等待外部资源时阻塞主线程。