一芭毙、為什么JavaScript是單線程逃魄？
JavaScript語(yǔ)言的一大特點(diǎn)就是單線程羡棵，也就是說(shuō)，同一個(gè)時(shí)間只能做一件事嗅钻。那么皂冰，為什么JavaScript不能有多個(gè)線程呢？這樣能提高效率啊养篓。
JavaScript的單線程秃流，與它的用途有關(guān)。作為瀏覽器腳本語(yǔ)言柳弄，JavaScript的主要用途是與用戶互動(dòng)舶胀，以及操作DOM。這決定了它只能是單線程碧注，否則會(huì)帶來(lái)很復(fù)雜的同步問(wèn)題嚣伐。比如，假定JavaScript同時(shí)有兩個(gè)線程萍丐，一個(gè)線程在某個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)上添加內(nèi)容轩端，另一個(gè)線程刪除了這個(gè)節(jié)點(diǎn)，這時(shí)瀏覽器應(yīng)該以哪個(gè)線程為準(zhǔn)逝变？
所以基茵，為了避免復(fù)雜性奋构，從一誕生，JavaScript就是單線程拱层，這已經(jīng)成了這門語(yǔ)言的核心特征弥臼，將來(lái)也不會(huì)改變。
為了利用多核CPU的計(jì)算能力根灯，HTML5提出Web Worker標(biāo)準(zhǔn)径缅，允許JavaScript腳本創(chuàng)建多個(gè)線程，但是子線程完全受主線程控制烙肺，且不得操作DOM纳猪。所以，這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)并沒有改變JavaScript單線程的本質(zhì)茬高。
二、任務(wù)隊(duì)列
單線程就意味著假抄，所有任務(wù)需要排隊(duì)怎栽，前一個(gè)任務(wù)結(jié)束，才會(huì)執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)宿饱。如果前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長(zhǎng)熏瞄，后一個(gè)任務(wù)就不得不一直等著。
如果排隊(duì)是因?yàn)橛?jì)算量大谬以，CPU忙不過(guò)來(lái)强饮，倒也算了，但是很多時(shí)候CPU是閑著的为黎，因?yàn)镮O設(shè)備（輸入輸出設(shè)備）很慢（比如Ajax操作從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)）邮丰，不得不等著結(jié)果出來(lái)，再往下執(zhí)行铭乾。
JavaScript語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者意識(shí)到剪廉，這時(shí)主線程完全可以不管IO設(shè)備，掛起處于等待中的任務(wù)炕檩，先運(yùn)行排在后面的任務(wù)斗蒋。等到IO設(shè)備返回了結(jié)果，再回過(guò)頭笛质，把掛起的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行下去泉沾。
于是，所有任務(wù)可以分成兩種妇押，一種是同步任務(wù)（synchronous）跷究，另一種是異步任務(wù)（asynchronous）。同步任務(wù)指的是敲霍，在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù)揭朝，只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢队贱，才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)；異步任務(wù)指的是潭袱，不進(jìn)入主線程柱嫌、而進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）的任務(wù)，只有"任務(wù)隊(duì)列"通知主線程屯换，某個(gè)異步任務(wù)可以執(zhí)行了编丘，該任務(wù)才會(huì)進(jìn)入主線程執(zhí)行。
具體來(lái)說(shuō)彤悔，異步執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下嘉抓。（同步執(zhí)行也是如此，因?yàn)樗梢员灰暈闆]有異步任務(wù)的異步執(zhí)行晕窑。）
（1）所有同步任務(wù)都在主線程上執(zhí)行抑片，形成一個(gè)執(zhí)行棧（execution context stack）。
（2）主線程之外杨赤，還存在一個(gè)"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）敞斋。只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果，就在"任務(wù)隊(duì)列"之中放置一個(gè)事件疾牲。
（3）一旦"執(zhí)行棧"中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢植捎，系統(tǒng)就會(huì)讀取"任務(wù)隊(duì)列"，看看里面有哪些事件阳柔。那些對(duì)應(yīng)的異步任務(wù)焰枢，于是結(jié)束等待狀態(tài)，進(jìn)入執(zhí)行棧舌剂，開始執(zhí)行济锄。
（4）主線程不斷重復(fù)上面的第三步。
下圖就是主線程和任務(wù)隊(duì)列的示意圖霍转。
只要主線程空了拟淮，就會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"，這就是JavaScript的運(yùn)行機(jī)制谴忧。這個(gè)過(guò)程會(huì)不斷重復(fù)很泊。
三、事件和回調(diào)函數(shù)
"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)事件的隊(duì)列（也可以理解成消息的隊(duì)列）沾谓，IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù)委造，就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件，表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了均驶。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列"昏兆，就是讀取里面有哪些事件。
"任務(wù)隊(duì)列"中的事件妇穴，除了IO設(shè)備的事件以外爬虱，還包括一些用戶產(chǎn)生的事件（比如鼠標(biāo)點(diǎn)擊隶债、頁(yè)面滾動(dòng)等等）。只要指定過(guò)回調(diào)函數(shù)跑筝，這些事件發(fā)生時(shí)就會(huì)進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"死讹，等待主線程讀取。
所謂"回調(diào)函數(shù)"（callback）曲梗，就是那些會(huì)被主線程掛起來(lái)的代碼赞警。異步任務(wù)必須指定回調(diào)函數(shù)，當(dāng)主線程開始執(zhí)行異步任務(wù)虏两，就是執(zhí)行對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)愧旦。
"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，排在前面的事件定罢，優(yōu)先被主線程讀取笤虫。主線程的讀取過(guò)程基本上是自動(dòng)的，只要執(zhí)行棧一清空祖凫，"任務(wù)隊(duì)列"上第一位的事件就自動(dòng)進(jìn)入主線程琼蚯。但是，由于存在后文提到的"定時(shí)器"功能蝙场，主線程首先要檢查一下執(zhí)行時(shí)間凌停，某些事件只有到了規(guī)定的時(shí)間粱年，才能返回主線程售滤。
四、Event Loop
主線程從"任務(wù)隊(duì)列"中讀取事件台诗，這個(gè)過(guò)程是循環(huán)不斷的完箩，所以整個(gè)的這種運(yùn)行機(jī)制又稱為Event Loop（事件循環(huán)）。
為了更好地理解Event Loop拉队，請(qǐng)看下圖（轉(zhuǎn)引自Philip Roberts的演講《Help, I'm stuck in an event-loop》）弊知。
上圖中，主線程運(yùn)行的時(shí)候粱快，產(chǎn)生堆（heap）和棧（stack）秩彤，棧中的代碼調(diào)用各種外部API，它們?cè)?任務(wù)隊(duì)列"中加入各種事件（click事哭，load漫雷，done）。只要棧中的代碼執(zhí)行完畢鳍咱，主線程就會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"降盹，依次執(zhí)行那些事件所對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。
執(zhí)行棧中的代碼（同步任務(wù)）谤辜，總是在讀取"任務(wù)隊(duì)列"（異步任務(wù)）之前執(zhí)行蓄坏。請(qǐng)看下面這個(gè)例子价捧。
varreq=newXMLHttpRequest();req.open('GET',url);req.onload=function(){};req.onerror=function(){};req.send();
上面代碼中的req.send方法是Ajax操作向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，它是一個(gè)異步任務(wù)涡戳，意味著只有當(dāng)前腳本的所有代碼執(zhí)行完结蟋，系統(tǒng)才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"。所以妹蔽，它與下面的寫法等價(jià)椎眯。
varreq=newXMLHttpRequest();req.open('GET',url);req.send();req.onload=function(){};req.onerror=function(){};
也就是說(shuō)，指定回調(diào)函數(shù)的部分（onload和onerror）胳岂，在send()方法的前面或后面無(wú)關(guān)緊要编整，因?yàn)樗鼈儗儆趫?zhí)行棧的一部分，系統(tǒng)總是執(zhí)行完它們乳丰，才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"掌测。
五、定時(shí)器
除了放置異步任務(wù)的事件产园，"任務(wù)隊(duì)列"還可以放置定時(shí)事件汞斧，即指定某些代碼在多少時(shí)間之后執(zhí)行。這叫做"定時(shí)器"（timer）功能什燕，也就是定時(shí)執(zhí)行的代碼粘勒。
定時(shí)器功能主要由setTimeout()和setInterval()這兩個(gè)函數(shù)來(lái)完成，它們的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制完全一樣屎即，區(qū)別在于前者指定的代碼是一次性執(zhí)行庙睡，后者則為反復(fù)執(zhí)行。以下主要討論setTimeout()技俐。
setTimeout()接受兩個(gè)參數(shù)乘陪，第一個(gè)是回調(diào)函數(shù)，第二個(gè)是推遲執(zhí)行的毫秒數(shù)雕擂。
console.log(1);setTimeout(function(){console.log(2);},1000);console.log(3);
上面代碼的執(zhí)行結(jié)果是1啡邑，3，2井赌，因?yàn)閟etTimeout()將第二行推遲到1000毫秒之后執(zhí)行谤逼。
如果將setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)設(shè)為0，就表示當(dāng)前代碼執(zhí)行完（執(zhí)行棧清空）以后仇穗，立即執(zhí)行（0毫秒間隔）指定的回調(diào)函數(shù)流部。
setTimeout(function(){console.log(1);},0);console.log(2);
上面代碼的執(zhí)行結(jié)果總是2，1仪缸，因?yàn)橹挥性趫?zhí)行完第二行以后贵涵，系統(tǒng)才會(huì)去執(zhí)行"任務(wù)隊(duì)列"中的回調(diào)函數(shù)。
總之，setTimeout(fn,0)的含義是宾茂，指定某個(gè)任務(wù)在主線程最早可得的空閑時(shí)間執(zhí)行瓷马，也就是說(shuō)，盡可能早得執(zhí)行跨晴。它在"任務(wù)隊(duì)列"的尾部添加一個(gè)事件欧聘，因此要等到同步任務(wù)和"任務(wù)隊(duì)列"現(xiàn)有的事件都處理完，才會(huì)得到執(zhí)行端盆。
HTML5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)的最小值（最短間隔）怀骤，不得低于4毫秒，如果低于這個(gè)值焕妙，就會(huì)自動(dòng)增加蒋伦。在此之前，老版本的瀏覽器都將最短間隔設(shè)為10毫秒焚鹊。另外痕届，對(duì)于那些DOM的變動(dòng)（尤其是涉及頁(yè)面重新渲染的部分），通常不會(huì)立即執(zhí)行末患，而是每16毫秒執(zhí)行一次研叫。這時(shí)使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。
需要注意的是璧针，setTimeout()只是將事件插入了"任務(wù)隊(duì)列"嚷炉，必須等到當(dāng)前代碼（執(zhí)行棧）執(zhí)行完，主線程才會(huì)去執(zhí)行它指定的回調(diào)函數(shù)探橱。要是當(dāng)前代碼耗時(shí)很長(zhǎng)申屹，有可能要等很久，所以并沒有辦法保證走搁，回調(diào)函數(shù)一定會(huì)在setTimeout()指定的時(shí)間執(zhí)行独柑。
