同步任务与异步任务:JS 代码执行的宏观流程

嘿,前端的弄潮儿们!咱们聊聊 JS 的“心跳”:同步与异步任务的华尔兹 💃🕺

各位前端的探险家们,欢迎来到我的“深夜代码茶话会”!今天咱们不聊框架,不谈架构,就来聊聊 JavaScript 这门语言的“心跳”——同步与异步任务。掌握了它们,你才能真正理解 JS 代码是如何像一位优雅的舞者,在浏览器或 Node.js 的舞台上翩翩起舞的。

想象一下,你的代码就像一个大型晚宴,而 JavaScript 引擎就是那位忙碌的管家。管家需要负责安排所有宾客(代码)的入座、上菜、聊天等等。但是,宾客们的需求各不相同,有些需要立刻满足,有些则可以稍等片刻。

这就是同步与异步任务的由来。

一、同步任务:管家的“快速响应” 🏃‍♀️

同步任务,顾名思义,就像管家必须立刻、马上、毫不犹豫地处理的请求。比如,一位客人(代码)说:“我渴了,立刻要喝水!” 管家必须放下手头所有的事情,立刻去倒水。

特点:

  • 阻塞执行: 当管家处理同步任务时,他必须完成这个任务才能开始处理下一个。这意味着,如果一个同步任务执行时间过长,整个晚宴(程序)都会被阻塞,其他客人(代码)只能干等着。
  • 先进先出 (FIFO): 同步任务就像排队,先来的先处理。
  • 在主线程执行: 管家只有一位,他就是主线程,所有的同步任务都在主线程上执行。

举个栗子:

console.log("开始执行"); // 同步任务 1
let result = 2 + 2;      // 同步任务 2
console.log("结果是:" + result); // 同步任务 3

这段代码就像管家按照顺序,一步一步地完成任务。必须先输出 "开始执行",计算出 2 + 2 的结果,最后才能输出 "结果是:4"。

同步任务的“缺点”:

如果同步任务中存在耗时操作,比如复杂的计算、大量的 DOM 操作,就会阻塞主线程,导致页面卡顿,用户体验直线下降。想象一下,晚宴上的所有客人都等着管家给一位客人倒水,其他人岂不是要饿死?😱

二、异步任务:管家的“优雅等待” 🕰️

异步任务就像管家可以稍后处理的请求。比如,一位客人说:“我想听一首音乐,但不是现在,稍后有空的时候播放就好。” 管家不需要立刻放下手头的事情去放音乐,而是把这个请求记录下来,等有空的时候再处理。

特点:

  • 非阻塞执行: 管家在处理异步任务时,不需要等待任务完成,就可以继续处理其他任务。这意味着,即使异步任务执行时间很长,也不会阻塞主线程。
  • 回调机制: 异步任务通常会有一个回调函数,当任务完成后,管家会调用这个回调函数来通知客人。
  • 事件循环 (Event Loop): 异步任务的处理依赖于事件循环机制,它就像管家的备忘录,记录着所有需要稍后处理的请求。

举个栗子:

console.log("开始执行"); // 同步任务 1

setTimeout(function() {
  console.log("2秒后执行"); // 异步任务的回调函数
}, 2000);

console.log("继续执行"); // 同步任务 2

这段代码的执行顺序是:

  1. 输出 "开始执行" (同步任务 1)
  2. setTimeout 函数放入异步队列,设置 2 秒后执行回调函数
  3. 输出 "继续执行" (同步任务 2)
  4. 等待 2 秒后,事件循环将 setTimeout 的回调函数放入主线程执行,输出 "2秒后执行"

异步任务的“优点”:

异步任务可以避免阻塞主线程,提高程序的响应速度,改善用户体验。想象一下,晚宴上管家把所有需要稍后处理的请求都记录下来,然后继续为其他客人服务,这样就不会让大家干等着了。👍

三、宏任务与微任务:异步任务的“优先级” 🥇🥈

异步任务并不是都一样的,它们也有优先级之分,就像晚宴上的客人,有些是 VIP,有些是普通客人。

  • 宏任务 (Macro Task): 宏任务是比较“大”的任务,比如:
    • setTimeout
    • setInterval
    • I/O 操作 (例如:读取文件、网络请求)
    • UI 渲染
    • script (首次进入页面执行的脚本)
  • 微任务 (Micro Task): 微任务是比较“小”的任务,比如:
    • Promise.then
    • async/await (本质上是 Promise 的语法糖)
    • MutationObserver (监听 DOM 变化的 API)
    • queueMicrotask (手动将任务添加到微任务队列)

宏任务与微任务的执行顺序:

事件循环会不断地从宏任务队列中取出一个任务执行,每执行完一个宏任务,就会检查微任务队列,将所有微任务都执行完毕,然后再取下一个宏任务执行。

可以用一个表格来清晰地展示:

循环阶段 执行内容
1. 执行栈清空后,开始执行第一个宏任务 通常是 script 脚本的执行。

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