深入解析JavaScript异步编程及其应用

35 浏览量更新于2024-08-30 收藏 106KB PDF 举报

"本文深入解析javascript异步编程，帮助读者理解这一关键概念。JavaScript作为一种单线程语言，其异步执行机制对于处理浏览器端耗时操作至关重要，以避免浏览器冻结。本文首先阐述了异步编程的基本原理，即通过回调函数实现任务的非阻塞执行，确保程序不会因某个长时间任务而停滞。 JavaScript的线程模型是基于事件驱动的，不同于传统的多线程模型。其核心包括三个主要部分：栈、堆和队列。栈用于函数调用，每个函数调用对应一个堆栈帧，函数调用的嵌套结构形成堆栈的层次。堆则是对象存储的地方，包括全局变量和创建的对象。信息队列则作为事件循环的关键，其中保存了待处理的消息和相应的回调函数。事件循环是JavaScript并发模式的核心，它通过一个无限循环来监控消息队列。当堆栈为空时，事件循环会从队列中取出下一个消息（任务），并执行其关联的函数，形成新的堆栈帧。如此反复，直到队列中的所有消息都被处理完毕。这种方式使得JavaScript能够在等待耗时操作完成的同时，继续执行其他任务，实现了异步编程的特性。理解这些概念有助于开发人员更好地设计和优化JavaScript应用程序，特别是在处理网络请求、文件读写、用户界面更新等需要非阻塞操作的场景。掌握异步编程技巧是提升Web应用性能和用户体验的关键，也是现代前端开发者必备的技能之一。"

理解理解javascript异步编程异步编程

主要为大家介绍了javascript异步编程，从浅入深的学习javascript异步编程，对javascript异步编程感兴趣的小伙

伴们可以参考一下

一、异步机制一、异步机制

JavaScript的执行环境是单线程的，单线程的好处是执行环境简单，不用去考虑诸如资源同步，死锁等多线程阻塞式编程等所

需要面对的恼人的问题。但带来的坏处是当一个任务执行时间较长时，后面的任务会等待很长时间。在浏览器端就会出现浏览

器假死，鼠标无法响应等情况。所以在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应。所谓异步执行，不

同于同步执行（程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的），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。既然Javascript是单线程的，那它又如何能够异步的执行呢？

二、二、Javascript线程模型和事件驱动线程模型和事件驱动

JavaScript有一个基于事件循环的并发模式。这个模式与C语言和java有很大不同。

运行时的概念运行时的概念

栈栈

函数调用形成堆栈帧。

function f(b){

var a = 12;

return a+b+35;

}

function g(x){

var m = 4;

return f(m*x);

}

g(21);

当调用函数g时，创建第一个包含g参数和局部变量的帧。当g函数调用f函数时，创建包含f参数和局部变量第二个堆栈帧并推

到第一个堆栈帧的顶部。当f返回时，顶部的堆栈帧元素被弹出（只留下g调用）。当g函数返回时，堆栈为空。

堆堆

堆是一个大型的非结构化区域，对象被分配到堆中。

队列队列

一个javascript运行环境包含一个信息队列，这个队列是一系列将被执行的信息列表。每一个消息被关联到一个函数上。当堆

栈为空时，从消息队列中取出一个消息并进行处理。该处理包含调用相关的函数（以及因此产生一个初始化的堆栈帧）。当堆

栈再次为空时，消息处理结束。

事件循环事件循环

事件循环的名字源于它的实现，经常像下面这样：

while(queue.waitForMessage()){

queue.processNextMessage();

}

queue.waitForMessage同步等待一个消息。

1、运行到完成、运行到完成

每个消息完全处理之后，其它消息才会被处理。这样的好处就是当一个函数不能被提前，只能等其他函数执行完毕（并且可以

修改数据的函数操作）。这不同于C，例如，如果一个函数在一个线程运行时，它可以停在任何点运行在另一个线程一些其他

的代码。这种模式的缺点是，如果一个消息时间过长完成，Web应用程序无法处理像点击或滚动的用户交互。该浏览器可缓

解此与“脚本花费的时间太长运行”对话框。一个很好的做法，遵循的是使信息处理短，如果可能削减一个消息到几条消息。

2、添加消息、添加消息

在网页浏览器中，事件可以在任何时候添加，一个事件发生并伴随事件监听绑定到事件上。如果没有事件监听，则事件丢失。

就像点击一个元素，元素上绑定点击事件。调用setTimeout时，当函数的第二个参数时间被传递进去，将添加一个消息到队列

中。如果在队列中没有其他消息，该消息被立即处理;然而，如果有消息，则setTimeout的信息将必须等待其它消息以进行处

理。由于这个原因，第二个参数是最小的时间，而不是一个保证时间。

3、几个运行环境之间的通信、几个运行环境之间的通信

一个web worker或跨域iframe都有自己的堆栈，堆，和消息队列。两个不同的运行环境只能通过postMessage的方法发送消息

进行通信。这种方法增加了一个消息到其他运行时，如果后者监听消息事件。

从不阻塞从不阻塞

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