JavaScript工作机制：第1部分

本文转载自：众成翻译
译者：网络埋伏纪事
链接：http://www.zcfy.cc/article/3965
原文：https://blog.sessionstack.com/how-does-javascript-actually-work-part-1-b0bacc073cf

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。

如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和回调队列。

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：）

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