js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文）

這篇文章帶給大家的內容是關於js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有所幫助。

一、行程與執行緒

1.行程

#進程是指程式的一次執行,它佔有一片獨有的記憶體空間,可以透過windows任務管理器查看進程(如下圖)。在同一個時間裡，同一個電腦系統中允許兩個或兩個以上的進程處於並行狀態，這是多進程。例如電腦同時運行微信，QQ，以及各種瀏覽器等。 瀏覽器運行是有些是單進程，如firefox和舊版IE，有些是多進程，如chrome和新版IE。

2.執行緒

#有些行程不只同時做一件事，例如Word，它可以同時進行打字、拼字檢查、列印等事情。在一個進程內部，要同時幹多件事，就需要同時運行多個“子任務”，我們把進程內的這些“子任務”稱為線程（Thread）。
執行緒是指CPU的基本調度單位,是程式執行的一個完整流程，是進程內的一個獨立執行單元。多執行緒是指在一個行程內, 同時有多個執行緒運行。 瀏覽器運行是多執行緒。例如用瀏覽器一邊下載，一邊聽歌，一邊看影片。另外我們需要知道JavaScript語言的一大特點就是單線程，為了利用多核心CPU的運算能力，HTML5提出Web Worker標準，讓JavaScript腳本建立多個線程，但子執行緒完全受主執行緒控制，且不得操作DOM。所以，這個新標準並沒有改變JavaScript單執行緒的本質。

由於每個行程至少要做一件事，所以，一個行程至少有一個執行緒。當然，像Word這種複雜的進程可以有多個線程，多個線程可以同時執行，多線程的執行方式和多進程是一樣的，也是由作業系統在多個線程之間快速切換，讓每個線程都短暫地交替運行，看起來就像同時執行一樣。當然，真正地同時執行多執行緒需要多核心CPU才可能實現。

3.行程與執行緒

• 應用程式必須執行在某個行程的某個執行緒上

• 一個行程中至少有一個運行的執行緒: 主執行緒,  行程啟動後自動建立

• #一個行程如果同時執行多個執行緒, 那這個程式是多執行緒執行的

• 一個行程的記憶體空間是共享的，每個執行緒都可以使用這些共享記憶體。

• 多個行程之間的資料是不能直接共享的

#4.單執行緒與多執行緒的優缺點?

單執行緒的優點:順序程式設計簡單易懂

單執行緒的缺點:效率低

多執行緒的優點:能有效提升CPU的使用率

多執行緒的缺點:

• ## 建立多執行緒開銷

• 執行緒間切換開銷

• #死鎖與狀態同步問題

二、瀏覽器核心

瀏覽器的核心是指支援瀏覽器運行的最核心的程序，分為兩個部分的，一是渲染引擎，另一個是JS引擎。現在JS引擎比較獨立，核心更傾向說渲染引擎。

1.不同的瀏覽器可能不太一樣

• Chrome, Safari: webkit

• firefox: Gecko

• IE: Trident

• 360,搜狗等國內瀏覽器: Trident webkit

2.內核由許多模組組成

• html,css文件解析模組: 負責頁面文字的解析

• dom/css模組: 負責dom/css在記憶體中的相關處理

• 佈局和渲染模組: 負責頁面的佈局和效果的繪製

• 定時器模組: 負責定時器的管理

• 網路請求模組: 負責伺服器請求(常規/Ajax)

• 事件回應模組: 負責事件的管理

三、定時器引發的思考

1. 定時器真是定時執行的嗎?

我們先來看個例子，試問定時器會保證200ms後執行嗎？

 document.getElementById('btn').onclick = function () {
      var start = Date.now()
      console.log('启动定时器前...')
      setTimeout(function () {
        console.log('定时器执行了', Date.now() - start)
      }, 200)
      console.log('启动定时器后...')
      // 做一个长时间的工作
      for (var i = 0; i <p style="text-align: center;"><span class="img-wrap"><img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="https://img.php.cn//upload/image/139/417/140/1539669885863938.png?x-oss-process=image/resize,p_40" class="lazy" title="1539669885863938.png" alt="js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文）"></span><br>事實上，經過了625ms後定時器才執行。定時器並不能保證真正定時執行，一般會延遲一丁點,也有可能延遲很長時間(比如上面的例子)</p><p><strong>2.定時器回調函數是在分線程執行的嗎? </strong></p><p><strong>定時器回呼函數在主執行緒執行的</strong>, 具體實作方式下文會介紹。 </p><p><strong>四、瀏覽器的事件循環(輪詢)模型</strong></p><p><strong>1. 為什麼JavaScript是單執行緒</strong></p><p><strong>JavaScript語言的一大特點就是單線程，也就是說，同一個時間只能做一件事</strong>。那麼，為什麼JavaScript不能有多個執行緒呢？這樣能提高效率啊。 </p><p>JavaScript的單線程，與它的用途有關。作為瀏覽器腳本語言，JavaScript的主要用途是與使用者互動，以及操作DOM。這決定了它只能是單線程，否則會帶來複雜的同步問題。例如，假定JavaScript同時有兩個線程，一個線程在某個DOM節點上添加內容，另一個線程刪除了這個節點，而這時瀏覽器應該以哪個線程為準？ </p><p>所以，為了避免複雜性，從一誕生，JavaScript就是單線程，這已經變成了這門語言的核心特徵，將來也不會改變。 <br>為了利用多核心CPU的運算能力，<strong>HTML5提出Web Worker標準，允許JavaScript腳本建立多個線程，但是子執行緒完全受主執行緒控制，且不得操作DOM</strong>。所以，這個新標準並沒有改變JavaScript單執行緒的本質。 </p><p><strong>2.Event Loop</strong></p><p>JavaScript中所有任務可以分成兩種，一種是同步任務，另一種是非同步任務(如各種瀏覽器事件、定時器和Ajax等)。 <strong>同步任務指的是，在主執行緒上排隊執行的任務，只有前一個任務執行完畢，才能執行後一個任務；非同步任務指的是，不進入主執行緒、而進入"任務佇列"（task queue）的任務，只有"任務隊列"通知主線程，某個非同步任務可以執行了，該任務才會進入主執行緒執行</strong>。 </p><p>具體來說，非同步執行的運作機制如下。 （同步執行也是如此，因為它可以被視為沒有非同步任務的非同步執行。）</p><p>（1）所有同步任務都在主執行緒上執行，形成一個執行堆疊（execution context stack）。 </p><p>（2）主執行緒之外，還存在一個"任務佇列"（task queue）。只要非同步任務有了運行結果，就在"任務隊列"之中放置一個事件。 </p><p>（3）一旦"執行堆疊"中的所有同步任務執行完畢，系統就會讀取"任務佇列"，看看裡面有哪些事件。那些對應的非同步任務，於是結束等待狀態，進入執行棧，開始執行。 </p><p>（4）主執行緒不斷重複上面的第三步</p><p><strong>主執行緒從"任務佇列"中讀取事件，這個過程是循環不斷的，所以整個的這種運行機制又稱為Event Loop（事件循環）</strong></p><p   style="max-width:90%"><span class="img-wrap"><img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="https://img.php.cn//upload/image/280/170/433/1539669867171806.png?x-oss-process=image/resize,p_40" class="lazy" title="1539669867171806.png" alt="js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文）"></span><br>#下面這個範例很好闡釋事件循環：</p><pre class="brush:php;toolbar:false">    setTimeout(function () {
      console.log('timeout 2222')
      alert('22222222')
    }, 2000)
    setTimeout(function () {
      console.log('timeout 1111')
      alert('1111111')
    }, 1000)
    setTimeout(function () {
      console.log('timeout() 00000')
    }, 0)//当指定的值小于 4 毫秒，则增加到 4ms（4ms 是 HTML5 标准指定的，对于 2010 年及之前的浏览器则是 10ms）
    function fn() {
      console.log('fn()')
    }
    fn()
    console.log('alert()之前')
    alert('------') //暂停当前主线程的执行, 同时暂停计时, 点击确定后, 恢复程序执行和计时
    console.log('alert()之后')

有兩點我們需要注意下：

• #計時器零延遲(setTimeout(func, 0))並不是意味著回調函數立刻執行。至少4ms,才會執行回呼函數。它取決於主執行緒目前是否空閒與「任務佇列」裡其前面正在等待的任務。

• 只有在到達指定時間時，計時器就會將對應回呼函數插入「任務佇列」尾部

總結:非同步任務（各種瀏覽器事件、計時器和Ajax等）都是先加入到「任務佇列」（計時器則到達其指定參數時）。當 Stack 堆疊（JavaScript 主執行緒）為空時，就會讀取 Queue 佇列（任務佇列）的第一個任務（隊首），最後執行。

五、H5 Web Workers(多執行緒)

#1. Web Workers的作用

如上所提到，JavaScript是單執行緒。當一個頁面載入一個複雜運算的 js 檔案時，使用者介面可能會短暫地“凍結”，不能再做其他操作。比如下面這個例子：

<input>
<button>计算</button>
<script>
  // 1 1 2 3 5 8    f(n) = f(n-1) + f(n-2)
  function fibonacci(n) {
    return n<=2 ? 1 : fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)  //递归调用
  }
  var input = document.getElementById(&#39;number&#39;)
  document.getElementById(&#39;btn&#39;).onclick = function () {
    var number = input.value
    var result = fibonacci(number)
    alert(result)
  }
</script>

很显然遇到这种页面堵塞情况，很影响用户体验的，有没有啥办法可以改进这种情形？----Web Worker就应运而生了！

Web Worker 的作用，就是为 JavaScript 创造多线程环境，允许主线程创建 Worker 线程，将一些任务分配给后者运行。在主线程运行的同时，Worker 线程在后台运行，两者互不干扰。等到 Worker 线程完成计算任务，再把结果返回给主线程。这样的好处是，一些计算密集型或高延迟的任务，被 Worker 线程负担了，主线程（通常负责 UI 交互）就会很流畅，不会被阻塞或拖慢。其原理图如下：

2. Web Workers的基本使用

主线程

• 首先主线程采用new命令，调用Worker()构造函数，新建一个 Worker 线程

var worker = new Worker('work.js');

• 然后主线程调用worker.postMessage()方法，向 Worker 发消息。

• 接着，主线程通过worker.onmessage指定监听函数，接收子线程发回来的消息。

  var input = document.getElementById('number')
  document.getElementById('btn').onclick = function () {
    var number = input.value
    //创建一个Worker对象
    var worker = new Worker('worker.js')
    // 绑定接收消息的监听
    worker.onmessage = function (event) {
      console.log('主线程接收分线程返回的数据: '+event.data)
      alert(event.data)
    }
    // 向分线程发送消息
    worker.postMessage(number)
    console.log('主线程向分线程发送数据: '+number)
  }
    console.log(this) // window

Worker 线程

• Worker 线程内部需要有一个监听函数，监听message事件。

• 通过 postMessage(data) 方法来向主线程发送数据。

//worker.js文件
function fibonacci(n) {
  return n<p>这样当分线程在计算时，用户界面还可以操作，而且更早拿到计算后数据，响应速度更快了。</p><p style="text-align: center;"><img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="https://img.php.cn//upload/image/673/101/817/1539670027106347.gif?x-oss-process=image/resize,p_40" class="lazy" title="1539670027106347.gif" alt="js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文）"><span class="img-wrap"></span></p><p><strong>3. Web Workers的缺点</strong></p>

• 不能跨域加载JS

• worker内代码不能访问DOM(更新UI)

• 不是每个浏览器都支持这个新特性(本文例子只能在Firefox浏览器上运行，chrome不支持)

以上是js線程機制與事件機制的詳細介紹（圖文）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！