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  • html加载js那些事

    浏览器通过内置的JavaScript引擎，读取网页中的代码，对其处理后运行。

    JavaScript代码嵌入网页的方法

    在网页中嵌入JavaScript代码有多种方法。

    直接添加代码块

    通过script标签，可以直接将JavaScript代码嵌入网页。

    1 <script>
2 // some JavaScript code
3 </script>

    加载外部脚本

    script标签也可以指定加载外部的脚本文件。

    <script src="example.js"></script>

    如果脚本文件使用了非英语字符，还应该注明编码。

    <script charset="utf-8" src="example.js"></script>

    加载外部脚本和直接添加代码块，这两种方法不能混用。下面代码的console.log语句直接被忽略。

    <script charset="utf-8" src="example.js">
    console.log('Hello World!');
</script>

    行内代码

    除了上面两种方法，HTML语言允许在某些元素的事件属性和a元素的href属性中，直接写入JavaScript。

    1 <div onclick="alert('Hello')"></div>
2 
3 <a href="javascript:alert('Hello')"></a>

    这种写法将HTML代码与JavaScript代码混写在一起，非常不利于代码管理，不建议使用。

    外部脚本的加载

    网页底部加载

    加载外部脚本时，浏览器会暂停页面渲染，等待脚本下载并执行完成后，再继续页面渲染。这被称为“阻塞效应”。

    这是因为JavaScript代码可能会修改页面，所以必须等它执行完才能接着渲染。由于这个原因，如果某段代码的下载或执行时间特别长，浏览器就会呈现“假死”状态，失去响应。为了避免这种情况，较好的做法是将script标签都放在页面底部，而不是头部。

    将脚本文件都放在网页尾部加载，还有一个好处。在DOM结构生成之前就调用DOM，JavaScript会报错，如果脚本都在网页尾部加载，就不存在这个问题，因为这时DOM肯定已经生成了。

    1 <head>
2     <script>
3         console.log(document.body.innerHTML); 
4     </script>
5 </head>

    上面代码执行时会报错，因为此时body元素还未生成。

    一种解决方法是设定DOMContentLoaded事件的回调函数。

    1 <head>
2     <script>
3         document.addEventListener("DOMContentLoaded", function(event) {
4             console.log(document.body.innerHTML);
5          });
6     </script>
7 </head>

    但是，如果将脚本放在页面底部，连回调函数也不用写了。

    1 <body>
2     <!-- 其他代码  -->
3     <script>
4         console.log(document.body.innerHTML);
5     </script>
6 </body>

    load事件

    当script标签指定的外部脚本文件下载和解析完成，会触发一个load事件，可以为这个事件指定回调函数。

    1 <script src="jquery.min.js" onload="console.log('jQuery已加载！')"></script>

    多个脚本的加载

    如果有多个script标签，比如下面这样：

    <script src="1.js"></script>
<script src="2.js"></script>

    浏览器会同时平行下载1.js和2.js，但是执行时会保证先执行1.js，然后再执行2.js，即使后者先下载完成，也是如此。也就是说，脚本的执行顺序由它们在页面中的出现顺序决定，这是为了保证脚本之间的依赖关系不受到破坏。

    当然，加载这两个脚本都会产生“阻塞效应”，必须等到它们都加载完成，浏览器才会继续页面渲染。

    此外，对于来自同一个域名的资源，比如脚本文件、样式表文件、图片文件等，浏览器一般最多同时下载六个。如果是来自不同域名的资源，就没有这个限制。所以，通常把静态文件放在不同的域名之下，以加快下载速度。

    defer属性

    为了解决脚本文件下载阻塞网页渲染的问题，一个方法是加入defer属性。

    <script src="1.js" defer></script>
<script src="2.js" defer></script>

    有了defer属性，浏览器下载脚本文件的时候，不会阻塞页面渲染。下载的脚本文件在DOMContentLoaded事件触发前执行（即刚刚读取完</html>标签），而且可以保证执行顺序就是它们在页面上出现的顺序。但是，浏览器对这个属性的支持不够理想，IE（<=9）还有一个bug，无法保证2.js一定在1.js之后执行。

    对于内置而不是连接外部脚本的script标签，以及动态生成的script标签，defer属性不起作用。

    async属性

    解决“阻塞效应”的另一个方法是加入async属性。

    <script src="1.js" async></script>
<script src="2.js" async></script>

    async属性可以保证脚本下载的同时，浏览器继续渲染。一旦渲染完成，再执行脚本文件，即“异步执行”。需要注意的是，一旦采用这个属性，就无法保证脚本的执行顺序。哪个脚本先下载结束，就先执行那个脚本。IE 10支持async属性，低于这个版本的IE都不支持。

    如果同时使用async和defer属性，后者不起作用，浏览器行为由async属性决定。

    脚本的动态嵌入

    除了用静态的script标签，还可以动态嵌入script标签。

    ['1.js', '2.js'].forEach(function(src) {
  var script = document.createElement('script');
  script.src = src;
  document.head.appendChild(script);
});

    这种方法的好处是，动态生成的script标签不会阻塞页面渲染，也就不会造成浏览器假死。但是问题在于，这种方法无法保证脚本的执行顺序，哪个脚本文件先下载完成，就先执行哪个。

    如果想避免这个问题，可以设置async属性为false。

    1 ['1.js', '2.js'].forEach(function(src) {
2   var script = document.createElement('script');
3   script.src = src;
4   script.async = false;
5   document.head.appendChild(script);
6 });

    上面的代码依然不会阻塞页面渲染，而且可以保证2.js在1.js后面执行。不过需要注意的是，在这段代码后面加载的脚本文件，会因此都等待2.js执行完成后再执行。

    此外，动态嵌入还有一个地方需要注意。动态嵌入必须等待CSS文件加载完成后，才会去下载外部脚本文件。静态加载就不存在这个问题，script标签指定的外部脚本文件，都是与CSS文件同时并发下载的。

    加载使用的协议

    如果不指定协议，浏览器默认采用HTTP协议下载。

    <script src="example.js"></script>

    上面的example.js默认就是采用http协议下载，如果要采用HTTPs协议下载，必需写明（假定服务器支持）。

    <script src="https://example.js"></script>

    但是有时我们会希望，根据页面本身的协议来决定加载协议，这时可以采用下面的写法。

    <script src="//example.js"></script>

    JavaScript虚拟机

    JavaScript是一种解释型语言，也就是说，它不需要编译，可以由解释器实时运行。这样的好处是运行和修改都比较方便，刷新页面就可以重新解释；缺点是每次运行都要调用解释器，系统开销较大，运行速度慢于编译型语言。为了提高运行速度，目前的浏览器都将JavaScript进行一定程度的编译，生成类似字节码（bytecode）的中间代码，以提高运行速度。

    早期，浏览器内部对JavaScript的处理过程如下：

    1. 读取代码，进行词法分析（Lexical analysis），将代码分解成词元（token）。
    2. 对词元进行语法分析（parsing），将代码整理成“语法树”（syntax tree）。
    3. 使用“翻译器”（translator），将代码转为字节码（bytecode）。
    4. 使用“字节码解释器”（bytecode interpreter），将字节码转为机器码。

    逐行解释将字节码转为机器码，是很低效的。为了提高运行速度，现代浏览器改为采用“即时编译”（Just In Time compiler，缩写JIT），即字节码只在运行时编译，用到哪一行就编译哪一行，并且把编译结果缓存（inline cache）。通常，一个程序被经常用到的，只是其中一小部分代码，有了缓存的编译结果，整个程序的运行速度就会显著提升。

    不同的浏览器有不同的编译策略。有的浏览器只编译最经常用到的部分，比如循环的部分；有的浏览器索性省略了字节码的翻译步骤，直接编译成机器码，比如chrome浏览器的V8引擎。

    字节码不能直接运行，而是运行在一个虚拟机（Virtual Machine）之上，一般也把虚拟机称为JavaScript引擎。因为JavaScript运行时未必有字节码，所以JavaScript虚拟机并不完全基于字节码，而是部分基于源码，即只要有可能，就通过JIT（just in time）编译器直接把源码编译成机器码运行，省略字节码步骤。这一点与其他采用虚拟机（比如Java）的语言不尽相同。这样做的目的，是为了尽可能地优化代码、提高性能。下面是目前最常见的一些JavaScript虚拟机：

    单线程模型

    Event Loop

    JavaScript采用单线程模型，也就是说，所有的任务都在一个线程里运行。这意味着，一次只能运行一个任务，其他任务都必须在后面排队等待。

    JavaScript之所以采用单线程，而不是多线程，跟历史有关系。JavaScript从诞生起就是单线程。原因大概是不想让浏览器变得太复杂，因为多线程需要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果，对于一种网页脚本语言来说，这就太复杂了。后来就约定俗成，JavaScript为一种单线程语言。（Worker API可以实现多线程，但是JavaScript本身始终是单线程的。）

    单线程模型带来了一些问题，主要是新的任务被加在队列的尾部，只有前面的所有任务运行结束，才会轮到它执行。如果有一个任务特别耗时，后面的任务都会停在那里等待，造成浏览器失去响应，又称“假死”。为了避免“假死”，当某个操作在一定时间后仍无法结束，浏览器就会跳出提示框，询问用户是否要强行停止脚本运行。

    为了解决这个问题，JavaScript采用了Event Loop机制。

    想要理解Event Loop，就要从程序的运行模式讲起。运行以后的程序叫做"进程"（process），一般情况下，一个进程一次只能执行一个任务。如果有很多任务需要执行，不外乎三种解决方法。

    1. 排队。因为一个进程一次只能执行一个任务，只好等前面的任务执行完了，再执行后面的任务。

    2. 新建进程。使用fork命令，为每个任务新建一个进程。

    3. 新建线程。因为进程太耗费资源，所以如今的程序往往允许一个进程包含多个线程，由线程去完成任务。

    如果某个任务很耗时，比如涉及很多I/O（输入/输出）操作，那么线程的运行大概是下面的样子。

    synchronous mode

    上图的绿色部分是程序的运行时间，红色部分是等待时间。可以看到，由于I/O操作很慢，所以这个线程的大部分运行时间都在空等I/O操作的返回结果。这种运行方式称为"同步模式"（synchronous I/O）。

    如果采用多线程，同时运行多个任务，那很可能就是下面这样。

    synchronous mode

    上图表明，多线程不仅占用多倍的系统资源，也闲置多倍的资源，这显然不合理。

    Event Loop就是为了解决这个问题而提出的。Wikipedia这样定义：

    "Event Loop是一个程序结构，用于等待和发送消息和事件。（a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.）"

    简单说，就是在程序中设置两个线程：一个负责程序本身的运行，称为"主线程"；另一个负责主线程与其他进程（主要是各种I/O操作）的通信，被称为"Event Loop线程"（可以译为"消息线程"）。

    asynchronous mode

    上图主线程的绿色部分，还是表示运行时间，而橙色部分表示空闲时间。每当遇到I/O的时候，主线程就让Event Loop线程去通知相应的I/O程序，然后接着往后运行，所以不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操作，Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就调用事先设定的回调函数，完成整个任务。

    可以看到，由于多出了橙色的空闲时间，所以主线程得以运行更多的任务，这就提高了效率。这种运行方式称为"异步模式"（asynchronous I/O）。

    这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模型虽然对JavaScript构成了很大的限制，但也因此使它具备了其他语言不具备的优势。如果部署得好，JavaScript程序是不会出现堵塞的，这就是为什么node.js平台可以用很少的资源，应付大流量访问的原因。

    setTimeout方法

    除了将等待I/O操作的时间移出主线程，JavaScript还提供了其他一些方法，避免“假死”。最常见的就是用 setTimeout 和 setInterval 方法，将耗时的任务移到任务队列（其实就是Event Loop）的尾部，在较晚的时间运行。

    先来看setTimeout方法，它的作用是推迟某个任务的运行时间，从而改变JavaScript的正常执行顺序。

    console.log(1);
console.log(2);
console.log(3);

    正常情况下，上面三行语句按照顺序执行，输出1--2--3。现在，用setTimeout改变执行顺序。

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

    上面代码的输出结果就是1--3--2，因为setTimeout方法指定第二行语句，在所有任务结束后，等待1000毫秒再执行。

    setTimeout方法的前两个参数是必需的。第一个参数是回调函数，第二个参数是推迟执行的时间，单位为毫秒。除了这两个参数以外，其他参数都是可选的，将在回调函数运行时传入回调函数。

    setTimeout(function(a,b){console.log(a+b);},1000,1,1);

    上面代码表示，将在1000毫秒之后执行回调函数，输出1加1的和。

    IE小于9.0的版本，只允许setTimeout有两个参数，不支持更多的参数。这时有三种解决方法，第一种是自定义setTimeout，使用apply方法将参数输入回调函数；第二种是在一个匿名函数里面，让回调函数带参数运行，再把匿名函数输入setTimeout；第三种使用bind方法，把多余的参数绑定在回调函数上面，生成一个新的函数输入setTimeout。

    除了参数问题，setTimeout还有一个需要注意的地方：被setTimeout推迟执行的回调函数是在全局环境执行，这有可能不同于函数定义时的上下文环境。

    1 var n = 1;
2 
3 var o = {
4     n: 2,
5     m: function(){console.log(this.n);}
6 };
7 
8 var timeoutID = setTimeout(o.m,1000);

    上面代码输出的是1，而不是2，这表示回调函数的运行环境已经变成了全局环境。

    setInterval方法

    setInterval方法的使用格式和需要注意的地方，与setTimeout完全一致，两者的区别仅仅在于setInterval指定某个任务每隔一段时间就执行一次。

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

    上面代码表示每隔1000毫秒就输出一个2。

    除了前两个参数，setInterval 方法还可以接受更多的参数，它们会传入回调函数。

    1 function f(){
2     for (var i=0;i<arguments.length;i++){
3         console.log(arguments[i]);
4     }
5 }
6 
7 setInterval(f, 1000, "Hello World");

    上面代码的运行结果如下：

    Hello World
Hello World
Hello World
...

    如果网页不在浏览器的当前窗口（或tab），许多浏览器限制setInteral指定的反复运行的任务最多每秒执行一次。

    clearTimeout 和 clearInterval 方法，

    setTimeout 和 setInterval 方法都返回一个表示计数器编号的整数值，将该整数传入clearTimeout 和 clearInterval 方法，就可以取消指定的操作。

    1 var id1 = setTimeout(f,1000);
2 var id2 = setInterval(f,1000);
3 
4 clearTimeout(id1);
5 clearInterval(id2);

    下面是一个clearTimeout实际应用的例子。有些网站会实时将用户在文本框的输入，通过Ajax方法传回服务器，用jQuery表示就是下面的写法。

    $('textarea').on('keydown', ajaxAction);

    这样写有一个很大的缺点，就是如果用户连续击键，就会连续触发keydown事件，造成大量的Ajax通信。这是不必要的，而且很可能会发生性能问题。正确的做法应该是，设置一个门槛值，表示两次Ajax通信的最小间隔时间。如果在设定的时间内，发生新的keydown事件，则不触发Ajax通信，并且重新开始计时。如果过了指定时间，没有发生新的keydown事件，将进行Ajax通信将数据发送出去。

    这种做法叫做debounce（防抖动）方法，用来返回一个新函数。只有当两次触发之间的时间间隔大于事先设定的值，这个新函数才会运行实际的任务。假定两次Ajax通信的间隔不小于2500毫秒，上面的代码可以改写成下面这样。

    $('textarea').on('keydown', debounce(ajaxAction, 2500))

    利用setTimeout和clearTimeout，可以实现debounce方法。

     1 function debounce(fn, delay){
 2     var timer = null; // 声明计时器
 3     return function(){
 4         var context = this, args = arguments;
 5         clearTimeout(timer);
 6         timer = setTimeout(function(){
 7             fn.apply(context, args);
 8         }, delay);
 9     };
10 }

    运行队列

    本质上，setTimeout和setInterval都是把任务添加到“运行队列”的尾部，等到前面的任务都执行完，再开始执行。由于前面的任务到底需要多少时间执行完，是不确定的，所以没有办法保证，被推迟的任务一定会按照预定时间执行。

    setTimeout(someTask,100);
veryLongTask();

    上面代码的setTimeout，指定100毫秒以后运行一个任务。但是，如果后面立即运行的任务非常耗时，过了100毫秒还无法结束，那么被推迟运行的someTask就只有等着，等到前面的veryLongTask运行结束，才轮到它执行。

    这一点对于setInterval影响尤其大。

    setInterval(function(){console.log(2);},1000);

(function (){ sleeping(3000);})();

    上面的第一行语句要求每隔1000毫秒，就输出一个2。但是，第二行语句需要3000毫秒才能完成，请问会发生什么结果？

    结果就是等到第二行语句运行完成以后，立刻连续输出三个2，然后开始每隔1000毫秒，输出一个2。也就是说，setIntervel具有累积效应，如果某个操作特别耗时，超过了setInterval的时间间隔，排在后面的操作会被累积起来，然后在很短的时间内连续触发，这可能或造成性能问题（比如集中发出Ajax请求）。

    为了进一步理解JavaScript的单线程模型，请看下面这段伪代码。

     1 function init(){
 2         { 耗时5ms的某个操作 } 
 3         触发mouseClickEvent事件
 4         { 耗时5ms的某个操作 }
 5         setInterval(timerTask,10);
 6         { 耗时5ms的某个操作 }
 7 }
 8 
 9 function handleMouseClick(){
10           耗时8ms的某个操作 
11 }
12 
13 function timerTask(){
14           耗时2ms的某个操作 
15 }

    请问调用init函数后，这段代码的运行顺序是怎样的？

    • 0-15ms：运行init函数。

    • 15-23ms：运行handleMouseClick函数。请注意，这个函数是在5ms时触发的，应该在那个时候就立即运行，但是由于单线程的关系，必须等到init函数完成之后再运行。

    • 23-25ms：运行timerTask函数。这个函数是在10ms时触发的，规定每10ms运行一次，即在20ms、30ms、40ms等时候运行。由于20ms时，JavaScript线程还有任务在运行，因此必须延迟到前面任务完成时再运行。

    • 30-32ms：运行timerTask函数。

    • 40-42ms：运行timerTask函数。

    由于setInterval无法保证每次操作之间的间隔，存在累积效应，为了避免这个问题，可以反复调用setTimeout，替代setInterval。

    1 var recursive = function () {
2     console.log("It has been one second!");
3     setTimeout(recursive,1000);
4 }
5 
6 recursive();

    上面这样的写法，就能保证两次recursive之间的运行间隔，一定是1000毫秒。

    另一种方法是自己部署一个函数，模拟setInterval的效果。

     1 function interval(func, wait){
 2     var interv = function(w){
 3         return function(){
 4                 setTimeout(interv, w);
 5                     func.call(null);
 6         }
 7     }(wait);
 8 
 9     setTimeout(interv, wait);
10 }
11 
12 interval(function(){console.log(2);},1000);

    上面代码部署了一个interval函数，用循环调用setTimeout模拟了setInterval。

    推迟时间的极限和setTimeout(f,0)的作用

    跟据HTML 5标准，setTimeOut推迟执行的时间，最少是4毫秒。但是，实际应用中，可以看到有推迟0秒的。

    setTimeout(function (){console.log("你好！"), 0);

    这种写法的含义是，当前任务队列一结束就运行setTimeout指定的回调函数。

     1 console.log("任务队列开始");
 2 
 3 setTimeout(function() { console.log("任务队列结束后运行");}, 0);
 4 
 5 function a(x) { 
 6     console.log("a() 开始运行");
 7     b(x);
 8     console.log("a() 结束运行");
 9 }
10 
11 function b(y) { 
12     console.log("b() 开始运行");
13     console.log("传入的值为" + y);
14     console.log("b() 结束运行");
15 }
16 
17 console.log("当前任务开始");
18 a(42);
19 console.log("任务队列结束");

    上面代码的运行结果如下：

    任务队列开始
当前任务开始
a() 开始运行
b() 开始运行
传入的值为42
b() 结束运行
a() 结束运行
任务队列结束
任务队列结束后运行

    可以看到，setTimeout(function, 0)将任务移到当前任务队列结束后运行。

    浏览器内部使用32位带符号的整数，来储存推迟执行的时间。这意味着setTimeout最多只能推迟执行2147483647毫秒（24.8天），超过这个时间会发生溢出，导致回调函数将在当前任务队列结束后立即执行，即等同于setTimeout(f,0)的效果。

    本质上，setTimeout(f, 0)这种写法反映了JavaScript单线程运行的特点。但是，现在的计算机CPU普遍是多核的，单线程就意味着只使用一核。这当然没有充分利用资源，所以HTML5提供了Web Worker，允许通过这个API实现多线程操作。
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