【 js 基础】【源码学习】 setTimeout(fn, 0) 的作用

JavaScript

李佳怡
2017-08-20
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在 zepto 源码中，$.fn 对象有个 ready 函数，其中有这样一句 setTimeout(fn,0);

$.fn = {
    ready: function(callback){
      // don't use "interactive" on IE <= 10 (it can fired premature)
      //
      // document.readyState：当document文档正在加载时,返回"loading"。当文档结束渲染但在加载内嵌资源时，返回"interactive"，并引发DOMContentLoaded事件。当文档加载完成时,返回"complete"，并引发load事件。
      // document.documentElement.doScroll：IE有个特有的方法doScroll可以检测DOM是否加载完成。 当页面未加载完成时，该方法会报错，直到doScroll不再报错时，就代表DOM加载完成了
      //
      // 关于 setTimeout(fn ,0) 的作用 可以参考文章：http://www.cnblogs.com/silin6/p/4333999.html
      if (document.readyState === "complete" ||
          (document.readyState !== "loading" && !document.documentElement.doScroll))
        setTimeout(function(){ callback($) }, 0)
      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
    },
}

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：http://latentflip.com/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（https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/EventLoop）

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

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();

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

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。

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();
 })；

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);

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。

学习并感谢

https://segmentfault.com/a/1190000004322358

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/EventLoop

http://www.cnblogs.com/silin6/p/4333999.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html

最后再推一遍神器，一定要用哦 http://latentflip.com/loupe/

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