JavaScript的單線程你真的理解了嗎

本篇文章給大家帶來了我們的JavaScript單線程的相關知識，JavaScript是一門單線程的語言，為什么JavaScript可以一邊執行定時器一邊執行函數，希望對大家有幫助。

1. 進程與線程

1.1 進程(Process)

是計算機中的程序關于某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。 在當代面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。是計算機中的程序關于某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。

我們這里將進程比喻為工廠的車間，它代表CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU總是運行一個進程，其他進程處于非運行狀態。

1.2 線程(thread）

是操作系統能夠進行運算調度的最小單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發多個線程，每條線程并行執行不同的任務。

這里把線程比喻一個車間的工人，即一個車間可以允許由多個工人協同完成一個任務。

2. 多線程的瀏覽器

瀏覽器內核是多線程，在內核控制下各線程相互配合以保持同步，一個瀏覽器通常由以下常駐線程組成：

• GUI 渲染線程

• JavaScript引擎線程

• 事件觸發線程

• 定時觸發器線程

• 異步http請求線程

我們看到了JS引擎線程，非常的熟悉，沒有錯，這里是我們執行javascript腳本程序的地方。

而JS引擎是多線程的，單線程是指JS引擎執行JS時只分了一個線程給他執行，意思是JS引擎分配了一個線程給JavaScript執行，也就是我們所說的單線程。

2.1 這里再說下JS的執行機制

由于JavaScript是單線程(一個Tab頁內中無論什么時候都只有一個JS線程在運行JavaScript程序)。

所以我們需要依靠任務隊列來進行JavaScript代碼的執行。

JS引擎會一直等待著任務隊列中任務的到來，然后執行任務。

同步任務這么執行當然沒問題，我們把任務都放在任務隊列里，一個一個執行，邏輯很清晰。但是，如果我們向后臺發送請求，發送加接收這段時間可能需要一秒，我們不能等它一秒吧，如果請求五次，那就等五秒？顯示不符合我們的需求，所以，我們需要異步任務來處理這個問題。

2.2 同步任務和異步任務

同步任務是指在主線程上排隊執行的任務，只有前一個任務執行完畢，才能繼續執行下一個任務，當我們打開網站時，網站的渲染過程，比如元素的渲染，其實就是一個同步任務

異步任務是指不進入主線程，而進入任務隊列的任務，只有任務隊列通知主線程，某個異步任務可以執行了，該任務才會進入主線程，當我們打開網站時，像圖片的加載，音樂的加載，其實就是一個異步任務。

大家肯定對Event Loop有比較具象的認知，這邊我不詳細說了，不懂可以和我說，我再講就是了。

3. 本文重重點–可直接看

但是，大家有沒有對任務隊列抱有疑問？這是個對象？是個數組？按我的邏輯來說，我們JavaScript主線程執行同步函數，異步函數可以放在任務隊列里，這個任務隊列可以是個對象，當我們執行完同步任務的時候，把這個對象(任務隊列)壓進主線程中就可以了，但是事實并不我想的這樣的。

Evnet Loop的任務隊列放在了瀏覽器的事件觸發線程中，當JS引擎執行異步函數的時候，會將異步任務放在事件觸發線程中，當對應的異步任務符合觸發條件被觸發時，事件觸發線程會把異步任務添加到JS引擎中的主線程的隊尾，等待執行。

是不是和我們想象的JavaScript單線程不太一樣？好吧，確實不太一樣，所以最后的結論是，我們所說的任務隊列竟然是一個線程。

然后，說回我們開頭剛開始說過的定時器，大家基本也能猜出來了，它是由定時器線程控制的。

因為JavaScript是單線程的, 如果處于阻塞線程狀態就會影響記計時的準確，因此很有必要單獨開一個線程用來計時。

當使用setTimeout或setInterval時，它需要定時器線程計時，計時完成后就會將特定的事件推入事件隊列中。

4. 結論

所以說，我們說JavaScript是單線程的沒錯，就是天王老子來了它也是單線程的，但是我們的Event Loop和定時器是放在其他線程中的。

5. V8引擎–擴展

V8引擎是一個JavaScript引擎實現，最初由一些語言方面專家設計，后被谷歌收購，隨后谷歌對其進行了開源。

V8使用C++開發，在運行JavaScript之前，相比其它的JavaScript的引擎轉換成字節碼或解釋執行，V8將其編譯成原生機器碼（IA-32, x86-64, ARM, or MIPS CPUs），并且使用了如內聯緩存（inline caching）等方法來提高性能。

有了這些功能，JavaScript程序在V8引擎下的運行速度媲美二進制程序。V8支持眾多操作系統，如windows、linux、android等，也支持其他硬件架構，如IA32,X64,ARM等，具有很好的可移植和跨平臺特性。

5.1 工作流程

V8引擎在執行JavaScript的過程中，主要有兩個階段：編譯和運行，與C++的執行前完全編譯不同的是，JavaScript需要在用戶使用時完成編譯和執行。在V8中，JavaScript相關代碼并非一下完成編譯的，而是在某些代碼需要執行時，才會進行編譯，這就提高了響應時間，減少了時間開銷。在V8引擎中，源代碼先被解析器轉變為抽象語法樹(AST)，然后使用JIT編譯器的全代碼生成器從AST直接生成本地可執行代碼。這個過程不同于JAVA先生成字節碼或中間表示，減少了AST到字節碼的轉換時間，提高了代碼的執行速度。但由于缺少了轉換為字節碼這一中間過程，也就減少了優化代碼的機會。

V8引擎編譯本地代碼時使用的主要類如下所示：

• Script：表示JavaScript代碼，即包含源代碼，又包含編譯之后生成的本地代碼，即是編譯入口，又是運行入口；

• Compiler：編譯器類，輔組Script類來編譯生成代碼，調用解釋器(Parser)來生成AST和全代碼生成器，將AST轉變為本地代碼；

• AstNode：抽象語法樹節點類，是其他所有節點的基類，包含非常多的子類，后面會針對不同的子類生成不同的本地代碼；

• AstVisitor：抽象語法樹的訪問者類，主要用來遍歷異構的抽象語法樹；

• FullCodeGenerator：AstVisitor類的子類，通過遍歷AST來為JavaScript生成本地可執行代碼。

JavaScript代碼編譯的過程大致為：Script類調用Compiler類的Compile函數為其生成本地代碼。Compile函數先使用Parser類生成AST，再使用FullCodeGenerator類來生成本地代碼。本地代碼與具體的硬件平臺密切相關，FullCodeGenerator使用多個后端來生成與平臺相匹配的本地匯編代碼。由于FullCodeGenerator通過遍歷AST來為每個節點生成相應的匯編代碼，缺失了全局視圖，節點之間的優化也就無從談起

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