同步與異步
先看個例子。
foo();
bar();
程序運行一般是同步的(synchronous),即按照書寫的順序執行。在上述例子中,bar 方法會在 foo 方法執行完之后,再執行。
異步
(asynchronous)與同步相對,即在前一個方法未執行完時,就開始運行后一個方法。在上述例子中,先執行 foo 方法,foo 方法沒執行完,就開始執行 bar 方法。
總而言之,同步就是順序執行,異步就是不完全按順序執行。
異步的好處
從異步的概念中可以發現,程序異步運行,可以提高程序運行的效率,不必等一個程序跑完,再跑下一個程序,特別當這兩個程序是無關的時候。兩個程序在一定時間內,可以是同時運行的。寫服務器的時候應該會碰到很多這樣的例子。可以想象,如果服務器的程序都是同步的,那并發什么的就不存在了吧。
阻塞與非阻塞
- 阻塞就是說一個程序沒運行完,它后面的程序是無法運行的。
- 而非阻塞則相反,一個程序如果因為各種原因(網絡、代碼量等)沒運行完的時候,其他的程序也是可以繼續運行的。
單線程與多線程
- 單線程是指程序運行只有一個通道,不同的方法需要排隊執行。
- 而很多語言都可以提供多線程的功能,相當于開了幾個通道運行程序,使得程序可以在不同的線程中運行,不會相互影響。
多線程、非阻塞、異步
從上述基本概念中可以發現,異步如果發生在多線程語言中,會十分自然且符合邏輯。異步本質上應該就是多線程語言的產物。因為只有在多線程語言中才能夠實現程序之間相互不干擾,不產生阻塞。
JS 中的異步
有了上面的一些基本概念,那么下面來說說正題,JS中的異步。我們都知道 JS 是一個單線程的語言,永遠只有一個通道在運行程序。那么既然它是個單線程又如何會有異步呢?JS 中所謂的異步,應該被稱為偽異步(pseudo asynchronous)。這是因為 JS 語言中的異步,會產生阻塞,并會相互干擾。
模擬 JS 中異步的方法 —— setTimeout
我們來看一下 setTimeout 如何模擬 JS 中的異步。
var foo = function(){
console.log('foo begins')
setTimeout(function(){
console.log('foo finishes')
},1000)}
var bar = function(){
console.log('bar executed')
}
foo();
bar();
上述過程執行的時候,會打印出
foo begins
bar executed
foo finishes
所以,在上述代碼塊中,在前一方法(foo)執行時,后一方法(bar)也可以執行。符合異步的基本概念,程序并不按順序執行。說是模擬是因為,你可以把 console.log('foo begins')理解成會運行 1 秒的一個代碼行,運行完后,會跳出foo finishes。而中間這 1 秒運行的時候,后面的 bar 方法也是可以運行的。這樣就模擬了一個異步的效果。
JS 中異步的方法存在的問題 —— 阻塞與干擾
我們將上述代碼塊稍做修改
var foo = function(){
console.log('foo begins')
setTimeout(function(){
console.log('foo finishes')
},1000)}
var bar = function(){
while(){
}
}
foo()
bar()
你會發現 1 秒之后 foo finishes并沒有被打印出來。這是因為 bar 方法是個死循環,使得 js 引擎假死,導致了 foo 方法也沒有被運行完。如果是多線程的異步,假死的應該是運行 bar 方法的線程,而 foo 方法仍然會按預期打印出 foo finishes。當然了,其實這個死循環也只是模擬 bar 方法塊程序運行的時間將很長。實際上,如果 bar 方法運行的時間超過了 1 秒,比方說是 5 秒,那么 foo finishes也將在 5 秒之后被打印出來。這個本質上取決于 JS 單線程程序塊按隊列執行的特性。所以 JS 中的異步并不能像普通的異步一樣,實現非阻塞和不干擾。