Js的同步异步以及回调函数

1.背景介绍

什么是同步，什么是异步?

同步指的是一次只能完成一件任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务，以此类推。
异步指的是每一个任务有一个或多个回调函数（callback），前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

2.知识剖析

javascript实现异步的原理

首先js是单线程的语言，即同一时间只能做做一件事。那Js如何实现异步的，异步和单线程不是自相矛盾吗？其实，单线程和异步确实不能同时成为一个语言的特性。js选择了成为单线程的语言，所以它本身不可能是异步的，但js的宿主环境（比如浏览器，Node）是多线程的，宿主环境通过某种方式（事件驱动，下文会讲）使得js具备了异步的属性

浏览器的内核是多线程的，它们在内核制控下相互配合以保持同步，一个浏览器至少实现三个常驻线程：javascript引擎线程，UI渲染线程，浏览器事件触发线程。

javascript引擎线程是基于事件驱动单线程执行的，JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，浏览器无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序。
UI渲染线程负责渲染浏览器界面，当界面需要重绘（Repaint）或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行。但需要注意UI渲染线程与JS引擎是互斥的，当JS引擎执行时UI线程会被挂起，UI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行.
事件触发线程，当一个事件被触发时该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理。这些事件可来自JavaScript引擎当前执行的代码块如setTimeOut、也可来自浏览器内核的其他线程如鼠标点击、AJAX异步请求等，但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待JS引擎处理。

image

UI线程和JS线程互斥的实例

<input type="text" value="" name="input" onkeydown="console.log(this.value)">
<input type="text" value="" name="input" onkeydown="var me=this;setTimeout(function(){console.log(me.value)},0)">

分析：第一个在keydown的时候，弹出来的是input里原来的value，而第2个在keydown的时候，却能弹出更新后的value，就是因为setTimeout，虽然他的delay设置为0，几乎是即时触发，但还是被添加到了执行队列后面，但就是这个过程，渲染已经完成了，当他回调函数执行时，输出来的已经是更新后的value了。

注意：js的工作机制是当线程空闲的情况下才会执行异步代码的回调函数

即当所有同步任务执行完毕后才会执行异步任务的回调函数

总结：当Js执行到异步任务后，会将异步任务交给浏览器进行执行，当执行有结果时会把异步任务的回调函数插入待处理队列的队尾。

3.常见问题

ajax发送异步请求浏览器做了什么
有哪些常见异步回调函数？

4.解决方案

ajax发送异步请求浏览器做了什么？

Js创建了一个ajax请求
浏览器另外开启一个ajax引擎线程，执行ajax请求
执行得到响应后将回调函数放入任务队列中。
Js执行任务队列中的回调函数。

有哪些常见的异步回调函数？

点击事件
Ajax请求
定时器

浏览器处理点击事件的过程

浏览器开启事件触发线程，等待用户动作，事件触发线程解析为响应事件，转移到javascript引擎线程，排队等候，等待javascript引擎的处理。
例：

<!doctype html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
</head>
<body>
<div onclick="clickme()">click me</div>
<script type="text/javascript">
    function clickme() {
        console.log('点击事件')
    }
    for (i=0;i<50000;i++){
        console.log(i)
    }
</script>
</body>
</html>

在线实例
这个点击事件会等到for循环执行完毕后才会执行，即我们点击模块它直到for循环执行完毕才会执行

5.编码实战

6.扩展思考

如何实现js的多线程操作？

Html5的web worker

7.更多讨论

Q1：浏览器的UI线程和Js线程为什么是互斥的？
A1：而因为JS可以操作DOM元素，进而会影响到GUI的渲染结果，因此JS引擎线程与GUI渲染线程是互斥的。
Q2:异步函数有哪些优点和缺点
A2：
优点：
a）对CPU的使用率高。
b）不用考虑线程间同步互斥问题。
缺点：
a）实现较复杂，要把所有会导致阻塞的操作转化为异步操作。
b）并发性不好，在有的事件需要长时间占用CPU处理的情况下，其他事件会长时间等待得不到处理。
c）在多CPU时不如多线程高效。
Q3：异步函数跟promise之间有什么关系？
A3：Promise它可以用于异步的回调函数，它跟传统的回调函数相比，promise的异步回调函数代码书写起来更优雅，更便于阅读。

8.参考文献

参考一：js的单线程和异步
参考二：深入理解javascript异步编程障眼法&&h5 web worker实现多线程
参考三：谈谈JavaScript的异步实现- 小方- 博客园

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