Warum ist JavaScript Single-Threaded?

Da in JavaScript der Hauptzweck darin besteht, mit dem Benutzer zu interagieren und das DOM zu bedienen, können Sie nur eine Sache gleichzeitig ausführen, was bedeutet, dass es nur Single-Threaded sein kann, da es sonst zu einer sehr komplizierten Synchronisierung kommt Um Komplexität zu vermeiden, ist JavaScript seit seiner Geburt Single-Threaded.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, JavaScript-Version 1.8.5, Dell G3-Computer.

Warum ist JavaScript Single-Threaded?

Eines der Merkmale der JavaScript-Sprache ist, dass sie Single-Threaded ist, das heißt, sie kann nur eine Sache gleichzeitig ausführen.

JavaScript ist je nach Verwendungszweck Single-Threaded.

Als Browser-Skriptsprache besteht der Hauptzweck von JavaScript darin, mit Benutzern zu interagieren und das DOM zu manipulieren.

Dies legt fest, dass es nur Single-Threaded sein kann, da es sonst zu sehr komplexen Synchronisationsproblemen kommt. Um die Rechenleistung von Multi-Core-CPUs zu nutzen, schlägt HTML5 den Web Worker-Standard vor, der es JS-Skripten ermöglicht, mehrere Threads zu erstellen, die untergeordneten Threads werden jedoch vollständig vom Haupt-Thread gesteuert und dürfen das DOM nicht bedienen. Daher ändert dieser neue Standard nichts an der Single-Threaded-Natur von JS.

Angenommen, JavaScript verfügt beispielsweise über zwei Threads gleichzeitig,

ein Thread fügt Inhalt zu einem bestimmten DOM-Knoten hinzu,

ein anderer Thread löscht den Knoten,

Welchen Thread sollte der Browser zu diesem Zeitpunkt verwenden?

Um Komplexität zu vermeiden, ist JavaScript seit seiner Geburt Single-Threaded. Dies ist zum Kernmerkmal dieser Sprache geworden und wird sich auch in Zukunft nicht ändern.

Aufgabenwarteschlange

Einzelner Thread bedeutet, dass alle Aufgaben in die Warteschlange gestellt werden müssen und die nächste Aufgabe erst ausgeführt wird, wenn die vorherige Aufgabe abgeschlossen ist. Wenn die vorherige Aufgabe lange dauert, muss die nächste Aufgabe warten.

Wenn die Warteschlange auf einen großen Rechenaufwand zurückzuführen ist und die CPU zu beschäftigt ist, vergessen Sie es, aber oft ist die CPU im Leerlauf, weil das E/A-Gerät (Eingabe- und Ausgabegerät) sehr langsam ist (z. B. Ajax-Operationen, die Daten lesen). aus dem Netzwerk). Ich muss warten, bis die Ergebnisse vorliegen, bevor ich fortfahre.

Die Designer der JavaScript-Sprache haben erkannt, dass der Hauptthread zu diesem Zeitpunkt das E/A-Gerät vollständig ignorieren, die wartenden Aufgaben anhalten und die späteren Aufgaben zuerst ausführen kann. Warten Sie, bis das E/A-Gerät das Ergebnis zurückgibt, gehen Sie dann zurück und fahren Sie mit der Ausführung der angehaltenen Aufgabe fort.

Daher können alle Aufgaben in zwei Typen unterteilt werden: eine ist eine synchrone Aufgabe (synchron) und die andere ist eine asynchrone Aufgabe (asynchron). Synchrone Aufgaben beziehen sich auf Aufgaben, die zur Ausführung im Hauptthread eingereiht werden. Die nächste Aufgabe kann erst ausgeführt werden, nachdem die vorherige Aufgabe ausgeführt wurde. Erst wenn die „Aufgabenwarteschlange“ dem Hauptthread mitteilt, dass eine asynchrone Aufgabe ausgeführt werden kann, gelangt die Aufgabe zur Ausführung in den Hauptthread.

Im Einzelnen ist der Betriebsmechanismus der asynchronen Ausführung wie folgt. (Dasselbe gilt für die synchrone Ausführung, da sie als asynchrone Ausführung ohne asynchrone Aufgaben betrachtet werden kann.)

(1) Alle synchronen Aufgaben werden im Hauptthread ausgeführt und bilden einen Ausführungskontextstapel.

(2) Zusätzlich zum Hauptthread gibt es auch eine „Aufgabenwarteschlange“. Solange die asynchrone Aufgabe laufende Ergebnisse hat, wird ein Ereignis in die „Aufgabenwarteschlange“ gestellt.

(3) Sobald alle Synchronisierungsaufgaben im „Ausführungsstapel“ abgeschlossen sind, liest das System die „Aufgabenwarteschlange“, um zu sehen, welche Ereignisse darin enthalten sind. Diese entsprechenden asynchronen Aufgaben beenden den Wartezustand, betreten den Ausführungsstapel und beginnen mit der Ausführung.

(4) Der Hauptthread wiederholt weiterhin den dritten Schritt oben.

Das Bild unten ist ein schematisches Diagramm des Hauptthreads und der Aufgabenwarteschlange.

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