轉(zhuǎn)自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html
錯(cuò)漏之處已糾正

一髓涯、為什么JavaScript是單線程群发？

JavaScript語言的一大特點(diǎn)就是單線程媒区，也就是說纱控，同一個(gè)時(shí)間只能做一件事期贫。那么梳星，為什么JavaScript不能有多個(gè)線程呢赞赖？這樣能提高效率啊。

JavaScript的單線程冤灾，與它的用途有關(guān)前域。作為瀏覽器腳本語言，JavaScript的主要用途是與用戶互動(dòng)韵吨，以及操作DOM匿垄。這決定了它只能是單線程，否則會(huì)帶來很復(fù)雜的同步問題。比如年堆，假定JavaScript同時(shí)有兩個(gè)線程吞杭，一個(gè)線程在某個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)上添加內(nèi)容，另一個(gè)線程刪除了這個(gè)節(jié)點(diǎn)变丧，這時(shí)瀏覽器應(yīng)該以哪個(gè)線程為準(zhǔn)芽狗？所以，為了避免復(fù)雜性痒蓬，從一誕生童擎，JavaScript就是單線程，這已經(jīng)成了這門語言的核心特征攻晒，將來也不會(huì)改變顾复。

為了利用多核CPU的計(jì)算能力，HTML5提出Web Worker標(biāo)準(zhǔn)鲁捏，允許JavaScript腳本創(chuàng)建多個(gè)線程芯砸，但是子線程完全受主線程控制，且不得操作DOM给梅。所以假丧，這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)并沒有改變JavaScript單線程的本質(zhì)。

二动羽、任務(wù)隊(duì)列

單線程就意味著包帚，所有任務(wù)需要排隊(duì)，前一個(gè)任務(wù)結(jié)束运吓，才會(huì)執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)渴邦。如果前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長，后一個(gè)任務(wù)就不得不一直等待著拘哨。

如果排隊(duì)是因?yàn)橛?jì)算量大谋梭，CPU忙不過來，倒也罷了宅静，但是很多時(shí)候CPU是閑著的章蚣，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)），不得不等著結(jié)果出來姨夹，再往下執(zhí)行。

JavaScript語言的設(shè)計(jì)者意識(shí)到矾策，這時(shí)主線程完全可以不管IO設(shè)備磷账，掛起處于等待中的任務(wù)，先運(yùn)行排在后面的任務(wù)贾虽。等到IO設(shè)備返回了結(jié)果逃糟，再回過頭，把掛起的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行下去。（此即設(shè)計(jì)回調(diào)函數(shù)的用意所在）

于是绰咽，所有任務(wù)可以分成兩種菇肃，一種是同步任務(wù)（synchronous），另一種是異步任務(wù)（asynchronous）：

• 同步任務(wù)指的是取募，直接在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù)琐谤，只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)玩敏；
• 異步任務(wù)指的是斗忌，起初不進(jìn)入主線程、而進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）的任務(wù)旺聚，只有"任務(wù)隊(duì)列"通知主線程织阳，某個(gè)異步任務(wù)可以執(zhí)行了，該任務(wù)才會(huì)進(jìn)入主線程執(zhí)行砰粹。

具體來說唧躲，異步執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下：

（1）所有同步任務(wù)都在主線程上執(zhí)行，形成一個(gè)執(zhí)行棧碱璃。
（2）主線程之外弄痹，還存在一個(gè)"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）。只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果厘贼，就在"任務(wù)隊(duì)列"之中放置一個(gè)事件界酒。
（3）一旦"執(zhí)行棧"中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢，系統(tǒng)就會(huì)讀取"任務(wù)隊(duì)列"嘴秸，看看里面有哪些事件毁欣。那些對(duì)應(yīng)的異步任務(wù)，于是結(jié)束等待狀態(tài)岳掐，進(jìn)入執(zhí)行棧凭疮，開始執(zhí)行。
（4）主線程不斷重復(fù)上面的第三步串述。

下圖就是主線程和任務(wù)隊(duì)列的示意圖执解。

任務(wù)隊(duì)列

只要主線程空了，就會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"纲酗，這就是JavaScript的運(yùn)行機(jī)制衰腌。這個(gè)過程會(huì)不斷重復(fù)。

三觅赊、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）右蕊，IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù)，就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件吮螺，表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了饶囚。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列"帕翻，就是讀取里面有哪些事件。

"任務(wù)隊(duì)列"中的事件萝风，除了IO設(shè)備的事件以外嘀掸，還包括一些用戶產(chǎn)生的事件（比如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、頁面滾動(dòng)等等）规惰。只要指定過回調(diào)函數(shù)睬塌，這些事件發(fā)生時(shí)就會(huì)進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"，等待主線程讀取卿拴。

所謂"回調(diào)函數(shù)"（callback）衫仑，就是那些會(huì)被主線程掛起來的代碼。異步任務(wù)必須指定回調(diào)函數(shù)堕花，當(dāng)主線程開始執(zhí)行異步任務(wù)文狱，就是執(zhí)行對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)缘挽，排在前面的事件瞄崇，優(yōu)先被主線程讀取。主線程的讀取過程基本上是自動(dòng)的壕曼，只要執(zhí)行棧一清空苏研，"任務(wù)隊(duì)列"上第一位的事件就自動(dòng)進(jìn)入主線程。但是腮郊，由于存在后文提到的"定時(shí)器"功能摹蘑，主線程首先要檢查一下執(zhí)行時(shí)間，某些事件只有到了規(guī)定的時(shí)間轧飞，才能返回主線程衅鹿。

四、Event Loop

主線程從"任務(wù)隊(duì)列"中讀取事件过咬，這個(gè)過程是循環(huán)不斷的大渤，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掸绞，請(qǐng)看下圖（轉(zhuǎn)引自Philip Roberts的演講《Help, I'm stuck in an event-loop》）泵三。

Event Loop

執(zhí)行棧中的代碼（同步任務(wù)）埃疫，總是在讀取"任務(wù)隊(duì)列"（異步任務(wù)）之前執(zhí)行伏恐。請(qǐng)看下面這個(gè)例子。

    var req = new XMLHttpRequest(); 
    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)栓霜，它是一個(gè)異步任務(wù)翠桦，意味著只有當(dāng)前腳本的所有代碼執(zhí)行完，系統(tǒng)才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"胳蛮。所以销凑，它與下面的寫法等價(jià)。

    var req = new XMLHttpRequest();
    req.open('GET', url);
    req.send();
    req.onload = function (){};
    req.onerror = function (){}; 

也就是說仅炊，指定回調(diào)函數(shù)的部分（onload和onerror）斗幼，在send()方法的前面或后面無關(guān)緊要，因?yàn)樗鼈儗儆趫?zhí)行棧的一部分抚垄，系統(tǒng)總是執(zhí)行完它們蜕窿，才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"。

五呆馁、定時(shí)器

除了放置異步任務(wù)的事件桐经，"任務(wù)隊(duì)列"還可以放置定時(shí)事件，即指定某些代碼在多少時(shí)間之后執(zhí)行浙滤。這叫做"定時(shí)器"（timer）功能阴挣，也就是定時(shí)執(zhí)行的代碼。
定時(shí)器功能主要由setTimeout()和setInterval()這兩個(gè)函數(shù)來完成纺腊，它們的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制完全一樣畔咧，區(qū)別在于前者指定的代碼是一次性執(zhí)行，后者則為反復(fù)執(zhí)行摹菠。以下主要討論setTimeout()盒卸。
setTimeout()接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是回調(diào)函數(shù)次氨，第二個(gè)是推遲執(zhí)行的毫秒數(shù)蔽介。
console.log(1);
setTimeout(function(){console.log(2);},1000);console.log(3);

上面代碼的執(zhí)行結(jié)果是1，3煮寡，2虹蓄，因?yàn)閟etTimeout()將第二行推遲到1000毫秒之后執(zhí)行。
如果將setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)設(shè)為0幸撕，就表示當(dāng)前代碼執(zhí)行完（執(zhí)行棧清空）以后薇组，立即執(zhí)行（0毫秒間隔）指定的回調(diào)函數(shù)。
setTimeout(function(){console.log(1);}, 0);console.log(2);

上面代碼的執(zhí)行結(jié)果總是2坐儿，1律胀，因?yàn)橹挥性趫?zhí)行完第二行以后宋光，系統(tǒng)才會(huì)去執(zhí)行"任務(wù)隊(duì)列"中的回調(diào)函數(shù)。
總之炭菌，setTimeout(fn,0)的含義是罪佳，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，也就是說黑低，盡可能早得執(zhí)行赘艳。它在"任務(wù)隊(duì)列"的尾部添加一個(gè)事件，因此要等到同步任務(wù)和"任務(wù)隊(duì)列"現(xiàn)有的事件都處理完克握，才會(huì)得到執(zhí)行蕾管。
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），不得低于4毫秒菩暗，如果低于這個(gè)值掰曾，就會(huì)自動(dòng)增加。在此之前勋眯，老版本的瀏覽器都將最短間隔設(shè)為10毫秒婴梧。另外，對(duì)于那些DOM的變動(dòng)（尤其是涉及頁面重新渲染的部分）客蹋，通常不會(huì)立即執(zhí)行塞蹭，而是每16毫秒執(zhí)行一次。這時(shí)使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()讶坯。
需要注意的是番电，setTimeout()只是將事件插入了"任務(wù)隊(duì)列"，必須等到當(dāng)前代碼（執(zhí)行棧）執(zhí)行完辆琅，主線程才會(huì)去執(zhí)行它指定的回調(diào)函數(shù)漱办。要是當(dāng)前代碼耗時(shí)很長，有可能要等很久婉烟，所以并沒有辦法保證娩井，回調(diào)函數(shù)一定會(huì)在setTimeout()指定的時(shí)間執(zhí)行。