Javascript事件循环和调用堆栈

调用堆栈

众所周知JavaScript是单线程编程语言,它只有一个单一的调用堆栈,当调用堆栈由函数在运行,它就不能做其他任何事。调用堆栈是一个可以记录当前执行程序所在位置的数据结构,调用堆栈中的每个部分称为堆栈帧。比如下列代码:

var end = () => {
  throw new Error('There is a Error!');
}
var second = () => {
  end();
}
var start = () => {
  second();
}
start();

在chrome中执行就会产生以下抛出的异常堆栈跟踪,这也正是异常发生时的调用堆栈状态:


如果在chrome中执行一个递归调用自身而且没有任何终止条件的函数,会导致调用堆栈中的函数调用超过了调用堆栈的实际大小,浏览器会抛出一个错误:


由于JavaScript单一调用堆栈的特效,导致了当在调用堆栈中进行的函数需要大量时间才能处理时,浏览器会处于等待状态,不会运行其他代码,甚至可能会停止响应,那么要如何解决呢?

事件循环

解决方案就是异步回调。
这里就要先介绍一下事件循环
虽然JavaScript有很多允许异步的代码(如setTimeout,AJAX等),但是JavaScript引擎只会在同一时刻执行一个程序。JavaScript引擎运行在一个宿主环境中(通常是浏览器或者node),宿主环境中有一个事件循环的内置机制,会根据时间顺序去调用js引擎去执行程序。


事件循环的任务只有一个,就是去监控调用栈和回调队列,当调用栈为空时,它会将取出队列中的第一个事件,放入到调用栈中执行。这样的迭代在事件循环中被称为一个tick。
在chrome中运行下面的代码:

console.log('first!');
setTimeout(() => console.log('second!'), 500);
console.log('third!');

会出现如下结果:


这就是一个典型的异步回调!
当调用栈按顺序执行到setTimeout()函数时,它会将其移出调用栈,但也不会直接放入队列中,而是设置一个定时器,待定时器过期以后,宿主环境才会将回调放入队列中,当调用栈清空时,就会从队列中取出并这个回调。
以上的这种回调容易造成回调地狱,所以ES6中又提出Promise函数,还有ES8中的async/await函数,来优化异步模式。

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