前端入门20-JavaScript进阶之异步回调的执行时机

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本系列文章内容全部梳理自以下几个来源:

作为一个前端小白,入门跟着这几个来源学习,感谢作者的分享,在其基础上,通过自己的理解,梳理出的知识点,或许有遗漏,或许有些理解是错误的,如有发现,欢迎指点下。

PS:梳理的内容以《JavaScript权威指南》这本书中的内容为主,因此接下去跟 JavaScript 语法相关的系列文章基本只介绍 ES5 标准规范的内容、ES6 等这系列梳理完再单独来讲讲。

正文-异步回调的执行时机

本篇会讲到一个单线程事件循环机制,但并不是网络上对于 js 执行引擎介绍中的单线程机制,也没有涉及宿主环境浏览器的各种线程,如渲染线程、js 引擎执行线程、后台线程等等这些内容。

严谨来讲,应该不属于 JavaScript 自身的单线程机制,而是宿主对象,如浏览器处理执行 js 代码的单线程事件循环机制。

回到正题,本篇所要讲的,就是类比于 Android 中的主线程消息队列循环机制,来讲讲在 JavaScript 中,如果设置了某个异步任务后,当异步任务执行完成需要回调通知时,这个回调任务的执行时机

如果还不清楚要讲的是什么,那么先来看个问题:

<script type="text/javascript">
    $.ajax({
        url: "https://easy-mock.com/mock/5b592c01e4e04f38c7a55958/ywb/is/version/checkVersion",
        data: {"key": 122},
        type: "POST",
        success: function (data) {
            console.log("----------success-----------");  //什么时候会执行回调
        },
        error: function (e) {
            console.log("----------error-----------");
        }
    });

    //...
</script>

这是用 jQuery 写的 ajax 网络请求的示例,这条请求自然是异步进行的,但当请求结果回来后,会去触发 success 或 error 回调,那么,问题来了:

Q:想过没有,如果请求结果回来后,这个回调的代码是在什么时机会被执行的?是立马就执行吗,不管当前是否正在执行某个函数内的代码?还是等当前的函数执行结束?又或者是?

也许你还没看懂这个问题要问的是什么,没关系,下面举例分析时,会讲得更细,到时你就知道这个问题要问的是什么了。

Android 消息队列循环机制

先来看看 Android 中的主线程消息队列循环机制,当然如果你不是从 Android 转前端,那可以跳过这趴:

这张图来自 Android消息机制(一):概述设计架构这篇文章中,我懒得自己画了,借大佬图片一用,如果不允许使用,麻烦告知下,我再来自己画。

在 Android 里有个主线程,因为只能在主线程中进行 UI 操作,所以也叫 UI 线程,这个主线程在应用启动时就进入一个死循环中,类似于执行了 while(true){...} 这样的代码,等到应用退出时,退出该死循环。而死循环之所以不会卡死 CPU,是因为利用了 Linux 的 epoll 机制,通俗的来将,就是,主线程会一直循环往消息队列中取消息执行,如果队列中没有消息,那么会进入阻塞状态,等有新的消息到来时,唤醒继续处理。而阻塞和唤醒就是利用了 Linux 的 epoll 机制。

所以,在 Android 中,打开页面是一个 message,触摸屏幕也是一个 message,message 中指示着当前应该执行的代码段,只有当前的 message 执行结束后,下会轮到下个 message 执行。

所以,在 Android 中的异步任务的回调工作,比如同样异步发起一个网络请求,请求结果回来后,需要回调到主线程中处理,那么这个回调工作的代码段会被封装到 message 中,发送到消息队列中排队,直到轮到它来执行。

而 message 发送到消息队列是基于 Handler 来传输,所以,在 Android 中,如果想要查看 message 是以什么为粒度,查找在哪里通过 Handler 发送了 message 即可。

JavaScript 中的单线程事件循环机制

那么,在 JavaScript 中,又是如何处理异步工作的回调任务的呢?

查了一些相关的资料,发现讲的都是 JavaScript 的单线程,事件循环机制等之类理论,但却没看到,事件的粒度是什么?

看完我能理解,JavaScript 也是类似 Android,一样执行了某段类似 while(true){...} 的代码来循环处理事件,但看完我仍旧无法理解,这个事件的粒度是什么,怎么查看事件的粒度?

再举个例子来说明我的疑问好了:

<script type="text/javascript">
    console.log("----------1-----------");
    $.ajax({
        url: "https://easy-mock.com/mock/5b592c01e4e04f38c7a55958/ywb/is/version/checkVersion",
        data: {"key": 122},
        type: "POST",
        success: function (data) {
            console.log("----------success-----------");  //什么时候会执行回调
        },
        error: function (e) {
            console.log("----------error-----------");
        }
    });

    console.log("----------2-----------");
    alert("2");  //第一个卡点
    console.log("----------2.1-----------");
    function A() {
        console.log("------------2.2-----------");
        alert("A");  //第二个卡点
    }
    A();
    console.log("---------------2.3---------------")
</script>

<script type="text/javascript">
    console.log("----------3-----------");
</script>

alert() 会阻塞当前程序,当 js 执行到 alert() 的代码时卡在这里,后续代码不会被执行,直到取消弹窗。所以,我们可以通过注释上例中相对应的 alert() 来模拟异步请求的结果在什么时候接收到,而这个回调任务又是在哪个时机被执行的。

好,那么疑问来了:

假设,程序卡在 alert("2") 这里,这时候,异步的请求结果回来了,那么回调任务是会被接到哪个时机执行?等我取消 alert 的弹窗后就先执行回调任务然后再继续处理 alert("2") 后的代码吗?

我们将 alert("A") 注释掉,运行一下,测试看看:

当前程序确实卡在 alert("2"),而且我们等到请求结果回来了,这时,我们把 alert 弹窗取消掉,看看日志:

回调任务中输出的 success 在 alert("2") 后续代码输出的 2.1 下面,那么就是先继续执行 alert("2") 后面的代码,然后才会执行回调任务的代码了,那么这个后面的代码究竟包括哪些代码?

好,这个时候,我们把 alert("2") 代码注释掉,让程序卡在 alert("A") 这行代码。

假设,当前程序正在执行某个函数内的代码,这个时候异步请求的结果回来了,那么这个回调任务会接在这个函数执行结束后吗?也就是,我们现在来验证下事件的粒度是否是以函数为粒度?

程序确实卡在函数 A 内部的代码 alert("A"),输出的日志上也能看到现在已经输出到 2.2,且异步请求的结果也回来了,那么这个回调任务的代码会在函数调用执行结束后,就被处理吗?如果是的话,那么日志 2.2 接下去应该要输出 success 才对,如果不是,那么就会输出 2.3,看看日志:

也就是说,即使异步请求结果回来了,回调任务也不能在当前函数执行完后立马被处理,它还是得继续等待,等到函数后面的代码也执行完了,那这个后面的代码到底是什么呢?也就是事件的粒度到底是什么呢?

我们试过了以每行代码为粒度做测试,也试过了以函数为粒度做测试,那还能以什么作为粒度呢?或者是以 <script> 为粒度,只有等当前 <script> 标签内的代码都执行完,才轮到下个代码段执行?

从上面两种场景下,所得到的日志来看,似乎确实也是这么个结论,success 的日志都是在 2.3 和 3 之间输出,2.3 表示当前 <script> 标签里的最后一行代码,而 3 表示下个 <script> 标签内的第一行代码。

既然这样,我们再来做个测试:

<script type="text/javascript">
    console.log("----------1-----------");
    $.ajax({
        url: "https://easy-mock.com/mock/5b592c01e4e04f38c7a55958/ywb/is/version/checkVersion",
        data: {"key": 122},
        type: "POST",
        success: function (data) {
            console.log("----------success-----------");  //什么时候会执行回调
        },
        error: function (e) {
            console.log("----------error-----------");
        }
    });
    /*
    console.log("----------2-----------");
    alert("2");  //第一个卡点
    console.log("----------2.1-----------");
    function A() {
        console.log("------------2.2-----------");
        alert("A");  //第二个卡点
    }
    A();
    console.log("---------------2.3---------------") */
</script>

<script type="text/javascript">
    console.log("----------3-----------");
    alert("3"); //第三个卡点
    console.log("----------3.1---------")
</script>

我们把第一个 <script> 标签内那些用于上面两种场景测试的代码注释掉,只留一个异步请求的代码,然后在第二个 <script> 标签内,加个 alert("3") 来模拟程序是在第一个 <script> 中发起异步请求,但直到程序运行到第二个 <script> 时,异步请求结果才回来,这种场景下回调任务的执行时机会是在哪?

如果当程序卡在 alert("3"),异步请求结果回来了,这时候还没有取消 alert 弹窗,或者一取消的时候,就先输出 success,再输出 3.1,则表示,回调任务的代码块是被安排到发起异步请求的这个 <script> 里代码都执行结束就去处理。

如果 success 是在 3.1 之后才输出,那么,就可以说明,浏览器处理 js 代码,是以 <script> 作为事件粒度,放入事件循环队列中去处理。看看日志:

好了,现在可以确认了,success 是在 3.1 之后才输出的,那么来整理下结论吧。

结论

看到这里的话,你一定要继续看最后的一小节的内容,一定!

之后问了一些前端同学,然后我基于对 Android 那边的类似理解,我自行梳理了下面的这些结论,因为涉及底层运行机制、浏览器行为的这些知识我还没开始去看,所以下面结论不保证正确,只能说是,基于我目前的能力,针对于做实验所得到的现象,我梳理出一些可以解释得通的结论。

  • 浏览器解析 html 文档时,是按顺序一行一行进行解析,当处理到 <script> 标签时,会暂停当前页面的渲染,进入 js 代码的执行。
  • 在执行当前 <script> 标签内的代码时,是以整个标签内的代码块作为事件粒度,放入事件队列中进行处理。
  • 如果在当前 <script> 标签里的代码发起了某些异步工作,如异步网络请求,并设置了回调,那么回调任务的代码块会被单独作为一个事件,等到异步工作结束后,插入当前事件队列中。
  • 所以,如果回调任务在执行当前 <script> 标签内的代码时就已经加入队列了,那么等到当前 <script> 里的代码都执行结束后,就可以轮到回调任务的执行。
  • 如果回调任务直到当前 <script> 里的代码都执行结束也还没被加入事件队列,那么这时浏览器会接着去解析 html 文档,如果又碰到下个 <script> 标签,那么会将这个 <script> 标签内的代码块放入事件队列中处理。
  • 所以,如果这时候第一个 <script> 标签内的代码发起的异步任务才结束,才将回调工作加入事件队列中,那么这个回调工作的代码只能等到第二个 <script> 标签内的代码都执行结束后才会被处理。

碰到的问题

为啥会想要梳理这个结论呢,是因为我碰到这么一种场景:

<script type="text/javascript">
    document.location.href = "http://www.baidu.com"
    //...
</script>

之前有个 h5 项目中,有类似的代码,就是满足一定条件下,需要将页面跳转至其他页面。

修改 location.href 貌似不是同步操作,我猜测应该是这行跳转代码会告诉浏览器,当前页面准备跳转,这时候,浏览器再生成一个跳转事件,接入事件队列中等待执行的吧。

因为,最初我以为这是个同步操作,所以我认为当程序执行到 document.location.href = xx 这行代码之后,页面就会发生跳转,然后这行代码下面的那些代码都不会被执行,但最后实际运行时,却发现,这行代码下面的代码也都被执行了。

后来经过测试,发现,跳转语句这行代码所在的 <script> 里的代码会被全部执行完,然后才发起页面跳转,下个 <script> 里的代码不会被执行,所以,那个时候,就有个疑惑了,在 js 中发起一个异步操作的话,这个异步工作的回调任务的执行时机到底在哪里?

后来稍微查了相关资料,发现了个词说 JavaScript 是单线程机制,联想到 Android 中的主线程消息循环机制,这才想来理一理。

卧槽

卧槽,卧槽,卧槽~

不要怪我连骂粗话,这篇文章是挺早之前就写好的了,只是一直还没发表,待在草稿箱中。而最后这一小节,是等到我差不多要发表时才新增的内容。

为什么要骂粗话,因为我发现,我上面所梳理的结论,好像全部都是错误的了,但也不能说全部错误,我实在不想把辛辛苦苦写好的都删掉,也不想直接就发出来误导大伙,所以我在最后加了这一小节,来说明情况,大伙看这篇的结论时,看看就好,讨论讨论一下就好,不要太当真哈。

事情是这样的,我一些前端同学觉得我的理解有误,所以尝试将我上文中的例子在他的电脑上运行测试了下,结果你们看一下:

这是对应上文中第一个测试,即让程序卡在 alert("2") 这里,然后等到请求结果回来后,取消 alert 弹窗,这种场景,按照我们上面梳理的结论,回调任务在当前 <script> 执行结束之前就被插入事件队列中了,所以回调任务应该会在第二个 <script> 代码之前先被处理,但我同学的情况却是,回调任务等到所有 <script> 都处理完才被执行???

一脸懵逼???

然后,我怀疑是不是不同浏览器会有不同的行为,所以同样的测试步骤我在 IE 浏览器上测试了一下:

是不是更懵逼,明明程序卡在 alert("2") 这行代码这里,但异步请求回来后,回调任务居然直接被处理了,不等当前 <script> 代码块执行结束就先行处理了回调任务?

最后,我让我一些同事帮忙测试了一下,在 chrome 上测试、在 jsfiddle 上测试,测试结果,基本上全部都是我上文中梳理的结论。

只有个别情况,行为比较特异,对前端我才刚入门,为什么会有这种情况发生,有两个猜想:

  • 不同浏览器对于执行 js 代码块的行为不一致?
  • 不同浏览器对于 alert() 的处理不一致?

总之,最后,我还是觉得我本篇梳理出的结论比较符合大多数情况下的解释,当然,没有能力保证结论是正确的,大伙当个例子看就好,后续等能力有了,搞懂了相关的原理,再来重新梳理。

最后,如果你有不同的看法,欢迎指点一下哈~


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posted @ 2018-12-07 09:53 请叫我大苏 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏