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JavaScript并发编程模型

幻影之瞳

幻影之瞳

发布时间:2025-10-17 14:26:02

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来源于php中文网

原创

JavaScript是单线程语言,通过事件循环、宏任务与微任务机制实现异步非阻塞编程;同步代码和宏任务(如setTimeout)执行后,立即执行所有微任务(如Promise.then),再渲染UI并取下一个宏任务,从而保证异步回调的执行顺序;借助Web Workers可创建独立线程处理耗时任务,避免阻塞主线程,实现真正并发。

javascript并发编程模型

JavaScript 是单线程语言,意味着它在同一时间只能执行一个任务。为了处理异步操作和避免阻塞主线程,JavaScript 采用了一套独特的并发编程模型,依赖事件循环、任务队列和运行时环境的支持来实现“看似并发”的行为。

事件循环与调用

JavaScript 引擎维护一个调用栈,用于追踪函数的执行。当函数被调用时,它被推入栈中;执行完成后,从栈中弹出。由于是单线程,如果某个任务耗时很长(如网络请求或大量计算),会阻塞后续任务。

为了解决阻塞问题,JavaScript 引入了事件循环(Event Loop)机制:

  • 所有同步代码立即执行,进入调用栈。
  • 异步操作(如 setTimeout、fetch)被交给浏览器 API 处理,不阻塞主线程。
  • 异步任务完成,其回调函数被放入任务队列(Callback Queue)。
  • 事件循环持续检查调用栈是否为空,一旦空闲,就将任务队列中的回调推入调用栈执行。

宏任务与微任务

JavaScript 的任务分为两类:宏任务(macrotask)和微任务(microtask),它们在事件循环中的执行顺序不同。

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  • 宏任务:包括 script 主代码块、setTimeout、setInterval、I/O、UI 渲染等。
  • 微任务:包括 Promise.then、MutationObserver、queueMicrotask 等。

事件循环的执行规则是:

  • 执行一个宏任务(初始 script 也算)。
  • 执行过程中产生的所有微任务立即加入微任务队列,并在当前宏任务结束后**全部执行完毕**。
  • 然后进行 UI 渲染(如有需要)。
  • 再取下一个宏任务执行,重复流程。

这意味着微任务总是在下一个宏任务之前执行,优先级更高。

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Promise 与异步函数

ES6 引入了 Promise,使异步编程更清晰。Promise 表示一个异步操作的最终完成或失败,以及其结果值。

  • Promise 构造器中的代码是同步执行的。
  • .then() 和 .catch() 注册的回调属于微任务。

ES2017 引入了 async/await,它是基于 Promise 的语法糖,让异步代码看起来像同步代码。

示例:
async function fetchData() {
  const res = await fetch('/api/data');
  const data = await res.json();
  console.log(data);
}
  
上述代码不会阻塞主线程,但写法更直观。

Web Workers 实现真正并发

虽然主线程是单线程的,但 JavaScript 可通过 Web Workers 创建额外的线程来执行耗时任务,从而实现真正的并行。

  • Worker 线程独立运行,不能访问 DOM。
  • 主线程与 Worker 通过 postMessage 通信,数据传递是拷贝而非共享。
  • 适合处理图像处理、大数据计算等 CPU 密集型任务。

使用 Worker 能避免长时间运行的任务卡住页面响应。

基本上就这些。JavaScript 的并发靠的是非阻塞 I/O 和事件驱动,不是多线程。理解事件循环和任务分类,对写出高效、可预测的代码至关重要。

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