网络埋伏纪事

JavaScript工作机制:第1部分

网络埋伏纪事 · 2017-08-12翻译 · 5024阅读 原文链接

随着JavaScript越来越受欢迎,开发团队正在将其用在技术栈的各个方面,包括 - 前端、后端、混合应用、嵌入式设备等等。

GitHut统计所示,JavaScript在GitHub中的活动存储库和总推送方面位于前列,在其他方面也不差。

查看最新的GitHub语言统计信息)。

如果项目越来越依赖于JavaScript,这意味着开发人员必须更深入地了解内部机制,才能利用语言和生态系统提供的所有技术,构建出惊艳的软件。

事实证明,虽然有很多开发人员每天都在使用JavaScript,但并不知道它的工作机制。

概述

几乎所有人都已经听说过V8引擎的概念,大多数人都知道JavaScript是单线程的,或者是使用回调队列。

在这篇文章中,我们将详细介绍所有这些概念,并解释JavaScript的工作机制。通过了解这些细节,您将能够正确利用提供的API,编写更好的非阻塞应用程序。

如果您是一个JavaScript新手,此博文将帮助您了解为什么JavaScript与其他语言相比是如此“怪异”。

而如果您是一位经验丰富的JavaScript开发人员,希望能够提供与您每天使用的JavaScript运行时有关的一些新鲜见解。

JavaScript引擎

JavaScript引擎的一个流行示例是Google的V8引擎。例如,V8引擎在Chrome和Node.js中使用。如下是它看起来像什么的一个简单视图:

引擎由两个主要组成部分组成:

  • 内存堆 - 这是内存分配发生的地方

  • 调用栈 - 这是您的代码执行所在的栈帧

运行时

浏览器中已经有几个几乎所有JavaScript开发人员都会使用的API(比如 setTimeout)。不过,这些API不是由引擎提供的。

那么,它们是来自哪里呢?

事实证明,现实有点复杂。

所以,除了引擎以外,实际上还有更多东西。有一些由浏览器提供的,称为Web API的东西,比如DOM、AJAX、setTimeout等等。还有超受欢迎的事件循环回调队列

调用栈

JavaScript是一种单线程编程语言,这意味着它只有一个调用栈。因此,它一次只能做一件事。

调用栈是一种数据结构,它基本上是记录了我们处于程序中哪个地方。如果单步执行进一个函数,就把该函数放在栈顶。如果从函数返回,就把它从栈顶弹出。这就是栈所做的事情。

下面我们来看一个示例。看看下面的代码:

function multiply(x, y) {
    return x * y;
}

function printSquare(x) {
    var s = multiply(x, x);
    console.log(s);
}

printSquare(5);

引擎开始执行这段代码时,调用栈是空的。之后,步骤将是如下这样:

调用栈中的每个条目称为栈帧。

而这正是在异常被抛出时,栈跟踪被构造的方式 - 当异常发生时,它基本上是调用栈的状态。看看下面的代码:

function foo() {
    throw new Error('SessionStack will help you resolve crashes :)');
}

function bar() {
    foo();
}

function start() {
    bar();
}

start();

如果是在Chrome中执行这段代码(假设此代码位于一个名为foo.js的文件中),则会产生以下栈跟踪信息:

爆栈” - 当达到最大调用栈大小时,就会发生这种情况。并且这非常容易发生,特别是如果使用递归而不充分测试代码时。请看如下示例代码:

function foo() {
    foo();
}

foo();

当引擎开始执行这段代码时,它首先调用函数“foo”。不过,这个函数是递归的,并且开始调用自身而没有任何终止条件。所以在执行的每个步骤中,相同的函数都被一次又一次地添加到调用栈中。看起来像这样:

然而,在某些时候,如果调用栈中的函数调用量超过了调用栈的实际大小,浏览器就会决定采取行动,抛出一个错误,看起来像这样:

在单个线程上运行代码可能很容易,因为您不必处理在多线程环境中出现的复杂场景,例如死锁。

但在单线程上运行也有很大限制。由于JavaScript有一个调用栈,当事情缓慢时会发生什么

并发和事件循环

当在调用栈中有函数调用需要大量时间才能处理完时,会发生什么?例如,假设想在浏览器中使用JavaScript进行一些复杂的图像转换。

你可能会问 - 这怎么就成了一个问题呢?原因是,在调用堆有函数要执行的同时,浏览器实际上不能做任何事情 - 它被阻塞了。这意味着浏览器无法渲染,它不能运行任何其他代码,它只是卡住了。如果想在应用中有流畅的UI,这会出问题。

而这不是唯一的问题。一旦浏览器开始处理调用栈中的许多任务,它可能会停止响应很长时间。大多数浏览器通过引发一个错误来采取行动,询问您是否要终止网页。

现在,这不是最好的用户体验,对吧?

那么,如何执行繁重的代码,而不阻塞UI并且不会使浏览器无响应呢?好吧,解决方案是异步回调

我将在教程的第2部分中详细介绍。敬请关注 :)

相关文章