寫在前面的話：

發(fā)現(xiàn)使用了那么長時(shí)間的Javascript，但是對其運(yùn)行原理還是不清晰，今天特意總結(jié)一下，把大神們的理論和自己的總結(jié)都記錄到下面；

1. 什么是JavaScript解析引擎？

簡單地說，JavaScript解析引擎就是能夠“讀懂”JavaScript代碼，并準(zhǔn)確地給出代碼運(yùn)行結(jié)果的一段程序。比方說，當(dāng)你寫了 var a = 1 + 1; 這樣一段代碼，JavaScript引擎做的事情就是看懂（解析）你這段代碼，并且將a的值變?yōu)?。

學(xué)過編譯原理的人都知道，對于靜態(tài)語言來說（如Java、C++、C），處理上述這些事情的叫編譯器（Compiler），相應(yīng)地對于JavaScript這樣的動(dòng)態(tài)語言則叫解釋器（Interpreter）。這兩者的區(qū)別用一句話來概括就是：編譯器是將源代碼編譯為另外一種代碼（比如機(jī)器碼，或者字節(jié)碼），而解釋器是直接解析并將代碼運(yùn)行結(jié)果輸出。 比方說，firebug的console就是一個(gè)JavaScript的解釋器。

但是，現(xiàn)在很難去界定說，JavaScript引擎它到底算是個(gè)解釋器還是個(gè)編譯器，因?yàn)?，比如像V8（Chrome的JS引擎），它其實(shí)為了提高JS的運(yùn)行性能，在運(yùn)行之前會(huì)先將JS編譯為本地的機(jī)器碼（native machine code），然后再去執(zhí)行機(jī)器碼（這樣速度就快很多），相信大家對JIT（Just In Time Compilation）一定不陌生吧。

我個(gè)人認(rèn)為，不需要過分去強(qiáng)調(diào)JavaScript解析引擎到底是什么，了解它究竟做了什么事情我個(gè)人認(rèn)為就可以了。對于編譯器或者解釋器究竟是如何看懂代碼的，翻出大學(xué)編譯課的教材就可以了。這里還要強(qiáng)調(diào)的就是，JavaScript引擎本身也是程序，代碼編寫而成。比如V8就是用C/C++寫的。

2. JavaScript解析引擎與ECMAScript是什么關(guān)系？

JavaScript引擎是一段程序，我們寫的JavaScript代碼也是程序，如何讓程序去讀懂程序呢？這就需要定義規(guī)則。比如，之前提到的var a = 1 + 1;，它表示：

• 左邊var代表了這是申明（declaration），它申明了a這個(gè)變量
• 右邊的+表示要將1和1做加法
• 中間的等號(hào)表示了這是個(gè)賦值語句
• 最后的分號(hào)表示這句語句結(jié)束了

上述這些就是規(guī)則，有了它就等于有了衡量的標(biāo)準(zhǔn)，JavaScript引擎就可以根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去解析JavaScript代碼了。那么這里的ECMAScript就是定義了這些規(guī)則。其中ECMAScript 262這份文檔，就是對JavaScript這門語言定義了一整套完整的標(biāo)準(zhǔn)。其中包括：

• var，if，else，break，continue等是JavaScript的關(guān)鍵詞
• abstract，int，long等是JavaScript保留詞
• 怎么樣算是數(shù)字、怎么樣算是字符串等等
• 定義了操作符（+，-，>，<等）
• 定義了JavaScript的語法
• 定義了對表達(dá)式，語句等標(biāo)準(zhǔn)的處理算法，比如遇到==該如何處理
• ??

標(biāo)準(zhǔn)的JavaScript引擎就會(huì)根據(jù)這套文檔去實(shí)現(xiàn)，注意這里強(qiáng)調(diào)了標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橐灿胁话凑諛?biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的，比如IE的JS引擎。這也是為什么JavaScript會(huì)有兼容性的問題。至于為什么IE的JS引擎不按照標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)，就要說到瀏覽器大戰(zhàn)了，這里就不贅述了，自行Google之。

所以，簡單的說，ECMAScript定義了語言的標(biāo)準(zhǔn)，JavaScript引擎根據(jù)它來實(shí)現(xiàn)，這就是兩者的關(guān)系。

3. JavaScript解析引擎與瀏覽器又是什么關(guān)系？

簡單地說，JavaScript引擎是瀏覽器的組成部分之一。因?yàn)闉g覽器還要做很多別的事情，比如解析頁面、渲染頁面、Cookie管理、歷史記錄等等。那么，既然是組成部分，因此一般情況下JavaScript引擎都是瀏覽器開發(fā)商自行開發(fā)的。比如：IE9的Chakra、Firefox的TraceMonkey、Chrome的V8等等。

從而也看出，不同瀏覽器都采用了不同的JavaScript引擎。因此，我們只能說要深入了解哪個(gè)JavaScript引擎。

4.為什么JavaScript是單線程？

JavaScript語言的一大特點(diǎn)就是單線程，也就是說，同一個(gè)時(shí)間只能做一件事。那么，為什么JavaScript不能有多個(gè)線程呢？這樣能提高效率啊。

JavaScript的單線程，與它的用途有關(guān)。作為瀏覽器腳本語言，JavaScript的主要用途是與用戶互動(dòng)，以及操作DOM。這決定了它只能是單線程，否則會(huì)帶來很復(fù)雜的同步問題。比如，假定JavaScript同時(shí)有兩個(gè)線程，一個(gè)線程在某個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)上添加內(nèi)容，另一個(gè)線程刪除了這個(gè)節(jié)點(diǎn)，這時(shí)瀏覽器應(yīng)該以哪個(gè)線程為準(zhǔn)？

所以，為了避免復(fù)雜性，從一誕生，JavaScript就是單線程，這已經(jīng)成了這門語言的核心特征，將來也不會(huì)改變。

為了利用多核CPU的計(jì)算能力，HTML5提出Web Worker標(biāo)準(zhǔn)，允許JavaScript腳本創(chuàng)建多個(gè)線程，但是子線程完全受主線程控制，且不得操作DOM。所以，這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)并沒有改變JavaScript單線程的本質(zhì)。

二、任務(wù)隊(duì)列

單線程就意味著，所有任務(wù)需要排隊(duì)，前一個(gè)任務(wù)結(jié)束，才會(huì)執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)。如果前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長，后一個(gè)任務(wù)就不得不一直等著。

如果排隊(duì)是因?yàn)橛?jì)算量大，CPU忙不過來，倒也算了，但是很多時(shí)候CPU是閑著的，因?yàn)镮O設(shè)備（輸入輸出設(shè)備）很慢（比如Ajax操作從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)），不得不等著結(jié)果出來，再往下執(zhí)行。

JavaScript語言的設(shè)計(jì)者意識(shí)到，這時(shí)主線程完全可以不管IO設(shè)備，掛起處于等待中的任務(wù)，先運(yùn)行排在后面的任務(wù)。等到IO設(shè)備返回了結(jié)果，再回過頭，把掛起的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行下去。

于是，所有任務(wù)可以分成兩種，一種是同步任務(wù)（synchronous），另一種是異步任務(wù)（asynchronous）。同步任務(wù)指的是，在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù)，只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)；異步任務(wù)指的是，不進(jìn)入主線程、而進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）的任務(wù)，只有"任務(wù)隊(duì)列"通知主線程，某個(gè)異步任務(wù)可以執(zhí)行了，該任務(wù)才會(huì)進(jìn)入主線程執(zhí)行。

具體來說，異步執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下。（同步執(zhí)行也是如此，因?yàn)樗梢员灰暈闆]有異步任務(wù)的異步執(zhí)行。）

（1）所有同步任務(wù)都在主線程上執(zhí)行，形成一個(gè)執(zhí)行棧（execution context stack）。

（2）主線程之外，還存在一個(gè)"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）。只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果，就在"任務(wù)隊(duì)列"之中放置一個(gè)事件。

（3）一旦"執(zhí)行棧"中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢，系統(tǒng)就會(huì)讀取"任務(wù)隊(duì)列"，看看里面有哪些事件。那些對應(yīng)的異步任務(wù)，于是結(jié)束等待狀態(tài)，進(jìn)入執(zhí)行棧，開始執(zhí)行。

（4）主線程不斷重復(fù)上面的第三步。

三、事件和回調(diào)函數(shù)

"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)事件的隊(duì)列（也可以理解成消息的隊(duì)列），IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù)，就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件，表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列"，就是讀取里面有哪些事件。

"任務(wù)隊(duì)列"中的事件，除了IO設(shè)備的事件以外，還包括一些用戶產(chǎn)生的事件（比如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、頁面滾動(dòng)等等）。只要指定過回調(diào)函數(shù)，這些事件發(fā)生時(shí)就會(huì)進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"，等待主線程讀取。

所謂"回調(diào)函數(shù)"（callback），就是那些會(huì)被主線程掛起來的代碼。異步任務(wù)必須指定回調(diào)函數(shù)，當(dāng)主線程開始執(zhí)行異步任務(wù)，就是執(zhí)行對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，排在前面的事件，優(yōu)先被主線程讀取。主線程的讀取過程基本上是自動(dòng)的，只要執(zhí)行棧一清空，"任務(wù)隊(duì)列"上第一位的事件就自動(dòng)進(jìn)入主線程。但是，由于存在后文提到的"定時(shí)器"功能，主線程首先要檢查一下執(zhí)行時(shí)間，某些事件只有到了規(guī)定的時(shí)間，才能返回主線程。

四、Event Loop

主線程從"任務(wù)隊(duì)列"中讀取事件，這個(gè)過程是循環(huán)不斷的，所以整個(gè)的這種運(yùn)行機(jī)制又稱為Event Loop（事件循環(huán)）。

為了更好地理解Event Loop，請看下圖（轉(zhuǎn)引自Philip Roberts的演講《Help, I'm stuck in an event-loop》）。

上圖中，主線程運(yùn)行的時(shí)候，產(chǎn)生堆（heap）和棧（stack），棧中的代碼調(diào)用各種外部API，它們在"任務(wù)隊(duì)列"中加入各種事件（click，load，done）。只要棧中的代碼執(zhí)行完畢，主線程就會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"，依次執(zhí)行那些事件所對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

執(zhí)行棧中的代碼（同步任務(wù)），總是在讀取"任務(wù)隊(duì)列"（異步任務(wù)）之前執(zhí)行。請看下面這個(gè)例子。

上圖中，主線程運(yùn)行的時(shí)候，產(chǎn)生堆（heap）和棧（stack），棧中的代碼調(diào)用各種外部API，它們在"任務(wù)隊(duì)列"中加入各種事件（click，load，done）。只要棧中的代碼執(zhí)行完畢，主線程就會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"，依次執(zhí)行那些事件所對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

執(zhí)行棧中的代碼（同步任務(wù)），總是在讀取"任務(wù)隊(duì)列"（異步任務(wù)）之前執(zhí)行。請看下面這個(gè)例子。

    var req = new XMLHttpRequest();
    req.open('GET', url);    
    req.onload = function (){};    
    req.onerror = function (){};    
    req.send();

上面代碼中的req.send方法是Ajax操作向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，它是一個(gè)異步任務(wù)，意味著只有當(dāng)前腳本的所有代碼執(zhí)行完，系統(tǒng)才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"。所以，它與下面的寫法等價(jià)。

    var req = new XMLHttpRequest();
    req.open('GET', url);
    req.send();
    req.onload = function (){};    
    req.onerror = function (){};   

也就是說，指定回調(diào)函數(shù)的部分（onload和onerror），在send()方法的前面或后面無關(guān)緊要，因?yàn)樗鼈儗儆趫?zhí)行棧的一部分，系統(tǒng)總是執(zhí)行完它們，才會(huì)去讀取"任務(wù)隊(duì)列"。

五、定時(shí)器

除了放置異步任務(wù)的事件，"任務(wù)隊(duì)列"還可以放置定時(shí)事件，即指定某些代碼在多少時(shí)間之后執(zhí)行。這叫做"定時(shí)器"（timer）功能，也就是定時(shí)執(zhí)行的代碼。

定時(shí)器功能主要由setTimeout()和setInterval()這兩個(gè)函數(shù)來完成，它們的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制完全一樣，區(qū)別在于前者指定的代碼是一次性執(zhí)行，后者則為反復(fù)執(zhí)行。以下主要討論setTimeout()。

setTimeout()接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是回調(diào)函數(shù)，第二個(gè)是推遲執(zhí)行的毫秒數(shù)。

console.log(1);
setTimeout(function(){console.log(2);},1000);
console.log(3);

上面代碼的執(zhí)行結(jié)果是1，3，2，因?yàn)閟etTimeout()將第二行推遲到1000毫秒之后執(zhí)行。

如果將setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)設(shè)為0，就表示當(dāng)前代碼執(zhí)行完（執(zhí)行棧清空）以后，立即執(zhí)行（0毫秒間隔）指定的回調(diào)函數(shù)。

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

上面代碼的執(zhí)行結(jié)果總是2，1，因?yàn)橹挥性趫?zhí)行完第二行以后，系統(tǒng)才會(huì)去執(zhí)行"任務(wù)隊(duì)列"中的回調(diào)函數(shù)。

總之，setTimeout(fn,0)的含義是，指定某個(gè)任務(wù)在主線程最早可得的空閑時(shí)間執(zhí)行，也就是說，盡可能早得執(zhí)行。它在"任務(wù)隊(duì)列"的尾部添加一個(gè)事件，因此要等到同步任務(wù)和"任務(wù)隊(duì)列"現(xiàn)有的事件都處理完，才會(huì)得到執(zhí)行。

HTML5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了setTimeout()的第二個(gè)參數(shù)的最小值（最短間隔），不得低于4毫秒，如果低于這個(gè)值，就會(huì)自動(dòng)增加。在此之前，老版本的瀏覽器都將最短間隔設(shè)為10毫秒。另外，對于那些DOM的變動(dòng)（尤其是涉及頁面重新渲染的部分），通常不會(huì)立即執(zhí)行，而是每16毫秒執(zhí)行一次。這時(shí)使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。

需要注意的是，setTimeout()只是將事件插入了"任務(wù)隊(duì)列"，必須等到當(dāng)前代碼（執(zhí)行棧）執(zhí)行完，主線程才會(huì)去執(zhí)行它指定的回調(diào)函數(shù)。要是當(dāng)前代碼耗時(shí)很長，有可能要等很久，所以并沒有辦法保證，回調(diào)函數(shù)一定會(huì)在setTimeout()指定的時(shí)間執(zhí)行。

總結(jié)：

以前只是認(rèn)為javaScript只是一種簡單的腳本語言而已，但是隨著深入之后慢慢的發(fā)現(xiàn)，javaScript還是很復(fù)雜的，知識(shí)點(diǎn)還是挺多的，JS執(zhí)行原理大致上已經(jīng)了解了，但是如果想要深入的話，還需要多努力，多看點(diǎn)書，高效能的javaScript和javaScript高級(jí)程序設(shè)計(jì)都還不錯(cuò).