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【 js 基础 】 setTimeout(fn, 0) 的作用

在 zepto 源码中,$.fn 对象 有个 ready 函数,其中有这样一句 setTimeout(fn,0);

$.fn = {
    ready: function(callback){
      // dont use "interactive" on IE <= 10 (it can fired premature)
      //
      // document.readyState:当document文档正在加载时,返回"loading"。当文档结束渲染但在加载内嵌资源时,返回"interactive",并引发DOMContentLoaded事件。当文档加载完成时,返回"complete",并引发load事件。
      // document.documentElement.doScroll:IE有个特有的方法doScroll可以检测DOM是否加载完成。 当页面未加载完成时,该方法会报错,直到doScroll不再报错时,就代表DOM加载完成了
      if (document.readyState === "complete" ||
          (document.readyState !== "loading" && !document.documentElement.doScroll))
        setTimeout(function(){ callback($) }, 0)   //  重点
      else {
        // 监听移除事件
        var handler = function() {
          document.removeEventListener("DOMContentLoaded", handler, false)
          window.removeEventListener("load", handler, false)
          callback($)
        }
        document.addEventListener("DOMContentLoaded", handler, false)
        window.addEventListener("load", handler, false)
      }
      return this;
    },
}复制代码

时间设为 0 ,就是要立即执行,那为什么还要特意将 fn 套到 setTimeout 里面呢?


一、线程
1、浏览器的内核是多线程的,它们在内核控制下相互配合以保持同步,一个浏览器通常由以下常驻线程组成:GUI 渲染线程,javascript 引擎线程,浏览器事件触发线程,定时触发器线程,异步 http 请求线程。

  • GUI 渲染线程:负责渲染浏览器界面 HTML 元素,当界面需要重绘(Repaint)或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行。在 Javascript 引擎运行脚本期间, GUI 渲染线程都是处于挂起状态的,也就是说被”冻结”。即 GUI 渲染线程与 JS 引擎是互斥的,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起,GUI 更新会被保存在一个队列中等到 JS 引擎空闲时立即被执行。
  • javascript 引擎线程:也可以称为 JS 内核,主要负责处理 Javascript 脚本程序,例如 V8 引擎。Javascript 引擎线程理所当然是负责解析 Javascript 脚本,运行代码。浏览器无论什么时候都只有一个 JS 线程在运行 JS 程序。
  • 浏览器事件触发线程:当一个事件被触发时该线程会把事件添加到待处理队列的队尾,等待 JS 引擎的处理。这些事件可以是当前执行的代码块如定时任务、也可来自浏览器内核的其他线程如鼠标点击、AJAX 异步请求等,但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待 JS 引擎处理。
  • 定时触发器线程:浏览器定时计数器并不是由 JavaScript 引擎计数的, 因为 javaScript 引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确, 因此通过单独线程来计时并触发定时是更为合理的方案。
  • 异步 http 请求线程:在 XMLHttpRequest 在连接后是通过浏览器新开一个线程请求, 将检测到状态变更时,如果设置有回调函数,异步线程就产生状态变更事件放到 JavaScript 引擎的处理队列中等待处理。

举个例子,看看这些线程如何配合工作的:

例子1:异步请求是由线程 JavaScript 执行线程、HTTP 请求线程 和 事件触发线程 共同完成的。JavaScript 执行线程 执行异步请求代码,这时浏览器会开一条新的 HTTP 请求线程 来执行请求,JavaScript 执行线程则继续执行 执行队列 中剩下的其他任务。然后在未来的某一时刻 事件触发线程 监视到之前的发起的 HTTP 请求已完成,它就会把完成事件的回调代码插入到 JavaScript 执行队列尾部 等待 JavaScript 执行线程空闲时来处理。

例子2:定时触发(setTimeout 和 setInterval)是由浏览器的 定时器线程 执行的定时计数,然后在定时时间结束时把定时处理函数的执行代码插入到 JavaScript 执行队列的尾端(所以用这两个函数的时候,实际的执行时间是大于或等于指定时间的,不保证能准确定时的)。

2、javascript 是单线程的,同一个时间只能做一件事。

这里说一下 js调用栈(call stack),可以从根本上理解单线程的执行过程。
推荐一个神器网站:Loupe 可以用来图形化调用栈的过程,大家可以把例子在网站上运行一下,好用到疯掉。

js 调用栈(call stack):函数被调用时,就会被加入到调用栈顶部,执行结束之后,就会从调用栈顶部移除该函数,这种数据结构的关键在于后进先出,即 LIFO(last-in,first-out)。

举个例子:
来自(并发模型与Event Loop) 


function f(b) {
    var a = 12;
    return a + b + 35;
}
function g(x) {
    var m = 4;
    return f(m * x);
}
g(21);复制代码

调用 g 函数 的时候,创建了第一个 堆( Heap ) 栈(stack) 帧 ,包含了 g 的参数和局部变量。当 g 调用 f 的时候,第二个 堆栈帧 就被创建、并置于第一个 堆栈帧 之上,包含了 f 的参数和局部变量。当 f 返回时,最上层的 堆栈帧 就出栈了(剩下 g 函数调用的 堆栈帧 )。当 g 返回的时候,栈就空了。

再举个例子:

function test() {
    setTimeout(function() {
        alert(1)
    },1000);
    alert(2);
}
test();复制代码

在执行函数 test 的时候,test 先入栈,如果不给 alert(1)加 setTimeout,那么 alert(1)第 2 个入栈,最后是 alert(2)。但现在给 alert(1)加上 setTimeout 后,alert(1)就被加入到了一个新的堆栈中等待,并1s后执行,因此实际的执行结果就是先 alert(2),再 alert(1)。

3、任务队列(消息队列):

  • 函数分为两种:同步和异步。

    同步函数:如果在函数A返回的时候,调用者就能够得到预期结果(即拿到了预期的返回值或者看到了预期的效果),那么这个函数就是同步的。

            例子:

console.log('Hi’);   //函数返回时,就看到了预期的效果:在控制台打印了一个字符串复制代码

          异步函数:即如果在函数A返回的时候,调用者还不能够得到预期结果,而是需要在将来通过一定的手段得到,那么这个函数就是异步的。
    例子:

setTimeout(fn, 1000);//setTimeout是异步过程的发起函数,fn是回调函数。
复制代码

  • 任务也分为两种:同步任务和异步任务。

    同步任务:在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务。
    异步任务:主线程发起一个异步请求(即执行异步函数),相应的工作线程(浏览器事件触发线程、异步http请求线程等)接收请求并告知主线程已收到(异步函数返回);主线程可以继续执行后面的代码,同时工作线程执行异步任务;工作线程完成工作后,将完成消息放到任务(消息)队列,主线程通过事件循环过程去取任务(消息),然后执行一定的动作(调用回调函数)。

    图中主线程即 Stack,任务队列即 Queue。


  • 任务队列:任务(消息)队列是一个先进先出的队列,它里面存放着各种任务(消息)。
  • 事件循环(event loop):事件循环是指主线程重复从任务(消息)队列中取任务(消息)、执行的过程。取一个任务(消息)并执行的过程叫做一次循环。

    事件循环中有事件两个字的原因:任务(消息)队列中的每条消息实际上都对应着一个事件——dom事件。
    例子:

var button = document.getElement('#btn');
button.addEventListener('click',function(e) {
      console.log(1);
});复制代码

从异步过程的角度看,addEventListener 函数就是异步过程的发起函数,事件监听器函数就是异步过程的回调函数。事件触发时,表示异步任务完成,会将事件监听器函数封装成一条消息放到消息队列中,等待主线程执行。


那么 任务(消息)到底是什么呢? 任务(消息)就是注册异步任务时添加的回调函数。如果 一个异步函数没有回调,那么他就不会放到任务(消息)队列里。


总结一下过程:主线程在执行完当前循环中的所有代码后,就会到任务(消息)队列取出一条消息,并执行它。到此为止,就完成了工作线程对主线程的通知,回调函数也就得到了执行。如果一开始主线程就没有提供回调函数,工作线程就没必要通知主线程,从而也没必要往消息队列放消息。

例子: 工作线程为异步 http 请求线程即 Ajax 线程


最后注意异步过程的回调函数,一定不在当前这一轮事件循环中执行。而是当 这一轮执行完了,主线程空了,再从任务(消息)队列中取。

再来看一下这张图


主线程运行的时候,产生堆(heap)和栈(stack),栈中的代码调用各种外部API,它们在"任务队列"中加入各种事件(click,load,done)。只要栈中的代码执行完毕,主线程就会去读取"任务队列",依次执行那些事件所对应的回调函数。


三、setTimeout(fn, 0) 的作用

调用 setTimeout 函数会在一个时间段过去后在队列中添加一个消息。这个时间段作为函数的第二个参数被传入。如果队列中没有其它消息,消息会被马上处理。但是,如果有其它消息,setTimeout 消息必须等待其它消息处理完。因此第二个参数仅仅表示最少的时间,而非确切的时间。

零延迟 (Zero delay) 并不是意味着回调会立即执行。在零延迟调用 setTimeout 时,其并不是过了给定的时间间隔后就马上执行回调函数。其等待的时间基于队列里正在等待的消息数量。也就是说,setTimeout()只是将事件插入了任务队列,必须等到当前代码(执行栈)执行完,主线程才会去执行它指定的回调函数。要是当前代码耗时很长,有可能要等很久,所以并没有办法保证回调函数一定会在setTimeout()指定的时间执行。

例子

setTimeout(function() {
     console.log(1);
 },0);
 console.log(2)复制代码

执行结果2,1。因为只有在执行完第二行以后,主线程空了,才会去任务队列中取任务执行回调函数。

总结:setTimeout(fn,0)的含义是,指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行,也就是说,尽可能早得执行。它在"任务队列"的尾部添加一个事件,因此要等到主线程把同步任务和"任务队列"现有的事件都处理完,才会得到执行。
在某种程度上,我们可以利用setTimeout(fn,0)的特性,修正浏览器的任务顺序。



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