一、JS基础(2/3)

15 Promise

这里你谈 promise的时候,除了将他解决的痛点以及常用的 API 之外,最好进行拓展把 eventloop 带进来好好讲一下,microtask(微任务)、macrotask(任务) 的执行顺序,如果看过 promise 源码,最好可以谈一谈 原生 Promise 是如何实现的。Promise 的关键点在于callback 的两个参数,一个是 resovle,一个是 reject。还有就是 Promise 的链式调用(Promise.then(),每一个 then 都是一个责任人)

  • PromiseES6 新增的语法,解决了回调地狱的问题。
  • 可以把 Promise看成一个状态机。初始是 pending 状态,可以通过函数 resolvereject,将状态转变为 resolved 或者 rejected 状态,状态一旦改变就不能再次变化。
  • then 函数会返回一个 Promise 实例,并且该返回值是一个新的实例而不是之前的实例。因为 Promise 规范规定除了 pending 状态,其他状态是不可以改变的,如果返回的是一个相同实例的话,多个 then 调用就失去意义了。 对于 then 来说,本质上可以把它看成是 flatMap

1. Promise 的基本情况

简单来说它就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是异步操作)的结果。从语法上说,Promise 是一个对象,从它可以获取异步操作的消息

一般 Promise 在执行过程中,必然会处于以下几种状态之一。

  • 待定(pending):初始状态,既没有被完成,也没有被拒绝。
  • 已完成(fulfilled):操作成功完成。
  • 已拒绝(rejected):操作失败。

待定状态的 Promise 对象执行的话,最后要么会通过一个值完成,要么会通过一个原因被拒绝。当其中一种情况发生时,我们用 Promisethen 方法排列起来的相关处理程序就会被调用。因为最后 Promise.prototype.thenPromise.prototype.catch 方法返回的是一个 Promise, 所以它们可以继续被链式调用

关于 Promise 的状态流转情况,有一点值得注意的是,内部状态改变之后不可逆,你需要在编程过程中加以注意。文字描述比较晦涩,我们直接通过一张图就能很清晰地看出 Promise 内部状态流转的情况

从上图可以看出,我们最开始创建一个新的 Promise 返回给 p1 ,然后开始执行,状态是 pending,当执行 resolve之后状态就切换为 fulfilled,执行 reject 之后就变为 rejected 的状态

2. Promise 的静态方法

  • all 方法
    • 语法: Promise.all(iterable)
    • 参数: 一个可迭代对象,如 Array
    • 描述: 此方法对于汇总多个 promise 的结果很有用,在 ES6 中可以将多个 Promise.all 异步请求并行操作,返回结果一般有下面两种情况。
      • 当所有结果成功返回时按照请求顺序返回成功结果。
      • 当其中有一个失败方法时,则进入失败方法
  • 我们来看下业务的场景,对于下面这个业务场景页面的加载,将多个请求合并到一起,用 all 来实现可能效果会更好,请看代码片段
    // 在一个页面中需要加载获取轮播列表、获取店铺列表、获取分类列表这三个操作,页面需要同时发出请求进行页面渲染,这样用 `Promise.all` 来实现,看起来更清晰、一目了然。
    
    
    //1.获取轮播数据列表
    function getBannerList(){
      return new Promise((resolve,reject)=>{
          setTimeout(function(){
            resolve('轮播数据')
          },300) 
      })
    }
    //2.获取店铺列表
    function getStoreList(){
      return new Promise((resolve,reject)=>{
        setTimeout(function(){
          resolve('店铺数据')
        },500)
      })
    }
    //3.获取分类列表
    function getCategoryList(){
      return new Promise((resolve,reject)=>{
        setTimeout(function(){
          resolve('分类数据')
        },700)
      })
    }
    function initLoad(){ 
      Promise.all([getBannerList(),getStoreList(),getCategoryList()])
      .then(res=>{
        console.log(res) 
      }).catch(err=>{
        console.log(err)
      })
    } 
    initLoad()
  • allSettled 方法
    • Promise.allSettled 的语法及参数跟 Promise.all 类似,其参数接受一个 Promise 的数组,返回一个新的 Promise唯一的不同在于,执行完之后不会失败,也就是说当 Promise.allSettled 全部处理完成后,我们可以拿到每个 Promise 的状态,而不管其是否处理成功
  • 我们来看一下用 allSettled 实现的一段代码
    const resolved = Promise.resolve(2);
    const rejected = Promise.reject(-1);
    const allSettledPromise = Promise.allSettled([resolved, rejected]);
    allSettledPromise.then(function (results) {
      console.log(results);
    });
    // 返回结果:
    // [
    //    { status: 'fulfilled', value: 2 },
    //    { status: 'rejected', reason: -1 }
    // ]

从上面代码中可以看到,Promise.allSettled 最后返回的是一个数组,记录传进来的参数中每个 Promise 的返回值,这就是和 all 方法不太一样的地方。

  • any 方法
    • 语法: Promise.any(iterable)
    • 参数: iterable 可迭代的对象,例如 Array
    • 描述: any 方法返回一个 Promise,只要参数 Promise 实例有一个变成 fulfilled状态,最后 any返回的实例就会变成 fulfilled 状态;如果所有参数 Promise 实例都变成 rejected 状态,包装实例就会变成 rejected 状态。
    const resolved = Promise.resolve(2);
    const rejected = Promise.reject(-1);
    const anyPromise = Promise.any([resolved, rejected]);
    anyPromise.then(function (results) {
      console.log(results);
    });
    // 返回结果:
    // 2

从改造后的代码中可以看出,只要其中一个 Promise 变成 fulfilled状态,那么 any 最后就返回这个p romise。由于上面 resolved 这个 Promise 已经是 resolve 的了,故最后返回结果为 2

  • race 方法
    • 语法: Promise.race(iterable)
    • 参数: iterable 可迭代的对象,例如 Array
    • 描述: race方法返回一个 Promise,只要参数的 Promise 之中有一个实例率先改变状态,则 race 方法的返回状态就跟着改变。那个率先改变的 Promise 实例的返回值,就传递给 race 方法的回调函数
  • 我们来看一下这个业务场景,对于图片的加载,特别适合用 race 方法来解决,将图片请求和超时判断放到一起,用 race 来实现图片的超时判断。请看代码片段。
    //请求某个图片资源
    function requestImg(){
      var p = new Promise(function(resolve, reject){
        var img = new Image();
        img.onload = function(){ resolve(img); }
        img.src = 'http://www.baidu.com/img/flexible/logo/pc/result.png';
      });
      return p;
    }
    //延时函数,用于给请求计时
    function timeout(){
      var p = new Promise(function(resolve, reject){
        setTimeout(function(){ reject('图片请求超时'); }, 5000);
      });
      return p;
    }
    Promise.race([requestImg(), timeout()])
    .then(function(results){
      console.log(results);
    })
    .catch(function(reason){
      console.log(reason);
    });
    
    
    // 从上面的代码中可以看出,采用 Promise 的方式来判断图片是否加载成功,也是针对 Promise.race 方法的一个比较好的业务场景

promise手写实现,面试够用版:

    function myPromise(constructor){
        let self=this;
        self.status="pending" //定义状态改变前的初始状态
        self.value=undefined;//定义状态为resolved的时候的状态
        self.reason=undefined;//定义状态为rejected的时候的状态
        function resolve(value){
            //两个==="pending",保证了状态的改变是不可逆的
           if(self.status==="pending"){
              self.value=value;
              self.status="resolved";
           }
        }
        function reject(reason){
            //两个==="pending",保证了状态的改变是不可逆的
           if(self.status==="pending"){
              self.reason=reason;
              self.status="rejected";
           }
        }
        //捕获构造异常
        try{
           constructor(resolve,reject);
        }catch(e){
           reject(e);
        }
    }
    // 定义链式调用的then方法
    myPromise.prototype.then=function(onFullfilled,onRejected){
       let self=this;
       switch(self.status){
          case "resolved":
            onFullfilled(self.value);
            break;
          case "rejected":
            onRejected(self.reason);
            break;
          default:       
       }
    }

16 Generator

GeneratorES6中新增的语法,和 Promise 一样,都可以用来异步编程。Generator函数可以说是Iterator接口的具体实现方式。Generator 最大的特点就是可以控制函数的执行。

  • function* 用来声明一个函数是生成器函数,它比普通的函数声明多了一个*,*的位置比较随意可以挨着 function 关键字,也可以挨着函数名
  • yield 产出的意思,这个关键字只能出现在生成器函数体内,但是生成器中也可以没有yield 关键字,函数遇到 yield 的时候会暂停,并把 yield 后面的表达式结果抛出去
  • next作用是将代码的控制权交还给生成器函数
    function *foo(x) {
      let y = 2 * (yield (x + 1))
      let z = yield (y / 3)
      return (x + y + z)
    }
    let it = foo(5)
    console.log(it.next())   // => {value: 6, done: false}
    console.log(it.next(12)) // => {value: 8, done: false}
    console.log(it.next(13)) // => {value: 42, done: true}

上面这个示例就是一个Generator函数,我们来分析其执行过程:

  • 首先 Generator 函数调用时它会返回一个迭代器
  • 当执行第一次 next 时,传参会被忽略,并且函数暂停在 yield (x + 1) 处,所以返回 5 + 1 = 6
  • 当执行第二次 next 时,传入的参数等于上一个 yield 的返回值,如果你不传参,yield 永远返回 undefined。此时 let y = 2 * 12,所以第二个 yield 等于 2 * 12 / 3 = 8
  • 当执行第三次 next 时,传入的参数会传递给 z,所以 z = 13, x = 5, y = 24,相加等于 42

yield实际就是暂缓执行的标示,每执行一次next(),相当于指针移动到下一个yield位置

总结一下Generator函数是ES6提供的一种异步编程解决方案。通过yield标识位和next()方法调用,实现函数的分段执行

遍历器对象生成函数,最大的特点是可以交出函数的执行权

  • function 关键字与函数名之间有一个星号;
  • 函数体内部使用 yield表达式,定义不同的内部状态;
  • next指针移向下一个状态

这里你可以说说 Generator的异步编程,以及它的语法糖 asyncawiat,传统的异步编程。ES6 之前,异步编程大致如下

  • 回调函数
  • 事件监听
  • 发布/订阅

传统异步编程方案之一:协程,多个线程互相协作,完成异步任务。

    // 使用 * 表示这是一个 Generator 函数
    // 内部可以通过 yield 暂停代码
    // 通过调用 next 恢复执行
    function* test() {
      let a = 1 + 2;
      yield 2;
      yield 3;
    }
    let b = test();
    console.log(b.next()); // >  { value: 2, done: false }
    console.log(b.next()); // >  { value: 3, done: false }
    console.log(b.next()); // >  { value: undefined, done: true }

从以上代码可以发现,加上 *的函数执行后拥有了 next 函数,也就是说函数执行后返回了一个对象。每次调用 next 函数可以继续执行被暂停的代码。以下是 Generator 函数的简单实现

    // cb 也就是编译过的 test 函数
    function generator(cb) {
      return (function() {
        var object = {
          next: 0,
          stop: function() {}
        };
    
        return {
          next: function() {
            var ret = cb(object);
            if (ret === undefined) return { value: undefined, done: true };
            return {
              value: ret,
              done: false
            };
          }
        };
      })();
    }
    // 如果你使用 babel 编译后可以发现 test 函数变成了这样
    function test() {
      var a;
      return generator(function(_context) {
        while (1) {
          switch ((_context.prev = _context.next)) {
            // 可以发现通过 yield 将代码分割成几块
            // 每次执行 next 函数就执行一块代码
            // 并且表明下次需要执行哪块代码
            case 0:
              a = 1 + 2;
              _context.next = 4;
              return 2;
            case 4:
              _context.next = 6;
              return 3;
    		// 执行完毕
            case 6:
            case "end":
              return _context.stop();
          }
        }
      });
    }

17 async/await

Generator 函数的语法糖。有更好的语义、更好的适用性、返回值是 Promise

  • await 和 promise 一样,更多的是考笔试题,当然偶尔也会问到和 promise 的一些区别。
  • await 相比直接使用 Promise 来说,优势在于处理 then 的调用链,能够更清晰准确的写出代码。缺点在于滥用 await 可能会导致性能问题,因为 await 会阻塞代码,也许之后的异步代码并不依赖于前者,但仍然需要等待前者完成,导致代码失去了并发性,此时更应该使用 Promise.all。
  • 一个函数如果加上 async ,那么该函数就会返回一个 Promise
  • async => *
  • await => yield
    // 基本用法
    
    async function timeout (ms) {
      await new Promise((resolve) => {
        setTimeout(resolve, ms)    
      })
    }
    async function asyncConsole (value, ms) {
      await timeout(ms)
      console.log(value)
    }
    asyncConsole('hello async and await', 1000)

下面来看一个使用 await 的代码。

    var a = 0
    var b = async () => {
      a = a + await 10
      console.log('2', a) // -> '2' 10
      a = (await 10) + a
      console.log('3', a) // -> '3' 20
    }
    b()
    a++
    console.log('1', a) // -> '1' 1
  • 首先函数b 先执行,在执行到 await 10 之前变量 a 还是 0,因为在 await 内部实现了 generatorsgenerators 会保留堆栈中东西,所以这时候 a = 0 被保存了下来
  • 因为 await 是异步操作,遇到await就会立即返回一个pending状态的Promise对象,暂时返回执行代码的控制权,使得函数外的代码得以继续执行,所以会先执行 console.log('1', a)
  • 这时候同步代码执行完毕,开始执行异步代码,将保存下来的值拿出来使用,这时候 a = 10
  • 然后后面就是常规执行代码了

优缺点:

async/await的优势在于处理 then 的调用链,能够更清晰准确的写出代码,并且也能优雅地解决回调地狱问题。当然也存在一些缺点,因为 await 将异步代码改造成了同步代码,如果多个异步代码没有依赖性却使用了 await 会导致性能上的降低。

async原理

async/await语法糖就是使用Generator函数+自动执行器来运作的

    // 定义了一个promise,用来模拟异步请求,作用是传入参数++
    function getNum(num){
        return new Promise((resolve, reject) => {
            setTimeout(() => {
                resolve(num+1)
            }, 1000)
        })
    }
    
    //自动执行器,如果一个Generator函数没有执行完,则递归调用
    function asyncFun(func){
      var gen = func();
    
      function next(data){
        var result = gen.next(data);
        if (result.done) return result.value;
        result.value.then(function(data){
          next(data);
        });
      }
    
      next();
    }
    
    // 所需要执行的Generator函数,内部的数据在执行完成一步的promise之后,再调用下一步
    var func = function* (){
      var f1 = yield getNum(1);
      var f2 = yield getNum(f1);
      console.log(f2) ;
    };
    asyncFun(func);
  • 在执行的过程中,判断一个函数的promise是否完成,如果已经完成,将结果传入下一个函数,继续重复此步骤
  • 每一个 next() 方法返回值的 value 属性为一个 Promise 对象,所以我们为其添加 then 方法, 在 then 方法里面接着运行 next 方法挪移遍历器指针,直到 Generator函数运行完成

18 事件循环

事件循环:执行同步代码 → 清空所有微任务 → 取一个宏任务执行,如此循环往复

  • 默认代码从上到下执行,执行环境通过script来执行(宏任务)
  • 在代码执行过程中,调用定时器 promise click事件...不会立即执行,需要等待当前代码全部执行完毕
  • 给异步方法划分队列,分别存放到微任务(立即存放)和宏任务(时间到了或事情发生了才存放)到队列中
  • script执行完毕后,会清空所有的微任务
  • 微任务执行完毕后,会渲染页面(不是每次都调用)
  • 再去宏任务队列中看有没有到达时间的,拿出来其中一个执行
  • 执行完毕后,按照上述步骤不停的循环

例子

自动执行的情况 会输出 listener1 listener2 task1 task2

如果手动点击click 会一个宏任务取出来一个个执行,先执行click的宏任务,取出微任务去执行。会输出 listener1 task1 listener2 task2

    console.log(1)
    
    async function asyncFunc(){
      console.log(2)
      // await xx ==> promise.resolve(()=>{console.log(3)}).then()
      // console.log(3) 放到promise.resolve或立即执行
      await console.log(3) 
      // 相当于把console.log(4)放到了then promise.resolve(()=>{console.log(3)}).then(()=>{
      //   console.log(4)
      // })
      // 微任务谁先注册谁先执行
      console.log(4)
    }
    
    setTimeout(()=>{console.log(5)})
    
    const promise = new Promise((resolve,reject)=>{
      console.log(6)
      resolve(7)
    })
    
    promise.then(d=>{console.log(d)})
    
    asyncFunc()
    
    console.log(8)
    
    // 输出 1 6 2 3 8 7 4 5

1. 浏览器事件循环

涉及面试题:异步代码执行顺序?解释一下什么是 Event Loop

JavaScript的单线程,与它的用途有关。作为浏览器脚本语言,JavaScript的主要用途是与用户互动,以及操作DOM。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题。比如,假定JavaScript同时有两个线程,一个线程在某个DOM节点上添加内容,另一个线程删除了这个节点,这时浏览器应该以哪个线程为准?所以,为了避免复杂性,从一诞生,JavaScript就是单线程,这已经成了这门语言的核心特征,将来也不会改变

js代码执行过程中会有很多任务,这些任务总的分成两类:

  • 同步任务
  • 异步任务

当我们打开网站时,网页的渲染过程就是一大堆同步任务,比如页面骨架和页面元素的渲染。而像加载图片音乐之类占用资源大耗时久的任务,就是异步任务。,我们用导图来说明:

我们解释一下这张图:

  • 同步和异步任务分别进入不同的执行"场所",同步的进入主线程,异步的进入Event Table并注册函数。
  • 当指定的事情完成时,Event Table会将这个函数移入Event Queue。
  • 主线程内的任务执行完毕为空,会去Event Queue读取对应的函数,进入主线程执行。
  • 上述过程会不断重复,也就是常说的Event Loop(事件循环)。

那主线程执行栈何时为空呢?js引擎存在monitoring process进程,会持续不断的检查主线程执行栈是否为空,一旦为空,就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数

以上就是js运行的整体流程

面试中该如何回答呢? 下面是我个人推荐的回答:

  • 首先js 是单线程运行的,在代码执行的时候,通过将不同函数的执行上下文压入执行栈中来保证代码的有序执行
  • 在执行同步代码的时候,如果遇到了异步事件,js 引擎并不会一直等待其返回结果,而是会将这个事件挂起,继续执行执行栈中的其他任务
  • 当同步事件执行完毕后,再将异步事件对应的回调加入到与当前执行栈中不同的另一个任务队列中等待执行
  • 任务队列可以分为宏任务对列和微任务对列,当当前执行栈中的事件执行完毕后,js 引擎首先会判断微任务对列中是否有任务可以执行,如果有就将微任务队首的事件压入栈中执行
  • 当微任务对列中的任务都执行完成后再去判断宏任务对列中的任务。
    setTimeout(function() {
      console.log(1)
    }, 0);
    new Promise(function(resolve, reject) {
      console.log(2);
      resolve()
    }).then(function() {
      console.log(3)
    });
    process.nextTick(function () {
      console.log(4)
    })
    console.log(5)
  • 第一轮:主线程开始执行,遇到setTimeout,将setTimeout的回调函数丢到宏任务队列中,在往下执行new Promise立即执行,输出2,then的回调函数丢到微任务队列中,再继续执行,遇到process.nextTick,同样将回调函数扔到微任务队列,再继续执行,输出5,当所有同步任务执行完成后看有没有可以执行的微任务,发现有then函数和nextTick两个微任务,先执行哪个呢?process.nextTick指定的异步任务总是发生在所有异步任务之前,因此先执行process.nextTick输出4然后执行then函数输出3,第一轮执行结束。
  • 第二轮:从宏任务队列开始,发现setTimeout回调,输出1执行完毕,因此结果是25431

JS 在执行的过程中会产生执行环境,这些执行环境会被顺序的加入到执行栈中。如果遇到异步的代码,会被挂起并加入到 Task(有多种 task) 队列中。一旦执行栈为空,Event Loop 就会从 Task 队列中拿出需要执行的代码并放入执行栈中执行,所以本质上来说 JS 中的异步还是同步行为

    console.log('script start');
    
    setTimeout(function() {
      console.log('setTimeout');
    }, 0);
    
    console.log('script end');

不同的任务源会被分配到不同的 Task 队列中,任务源可以分为 微任务(microtask) 和 宏任务(macrotask)。在 ES6 规范中,microtask 称为 jobsmacrotask 称为 task

    console.log('script start');
    
    setTimeout(function() {
      console.log('setTimeout');
    }, 0);
    
    new Promise((resolve) => {
        console.log('Promise')
        resolve()
    }).then(function() {
      console.log('promise1');
    }).then(function() {
      console.log('promise2');
    });
    
    console.log('script end');
    // script start => Promise => script end => promise1 => promise2 => setTimeout

以上代码虽然 setTimeout 写在 Promise 之前,但是因为 Promise 属于微任务而 setTimeout 属于宏任务

微任务

  • process.nextTick
  • promise
  • Object.observe
  • MutationObserver

宏任务

  • script
  • setTimeout
  • setInterval
  • setImmediate
  • I/O 网络请求完成、文件读写完成事件
  • UI rendering
  • 用户交互事件(比如鼠标点击、滚动页面、放大缩小等)

宏任务中包括了 script ,浏览器会先执行一个宏任务,接下来有异步代码的话就先执行微任务

所以正确的一次 Event loop 顺序是这样的

  • 执行同步代码,这属于宏任务
  • 执行栈为空,查询是否有微任务需要执行
  • 执行所有微任务
  • 必要的话渲染 UI
  • 然后开始下一轮 Event loop,执行宏任务中的异步代码

通过上述的 Event loop 顺序可知,如果宏任务中的异步代码有大量的计算并且需要操作 DOM 的话,为了更快的响应界面响应,我们可以把操作 DOM 放入微任务中

  • JavaScript 引擎首先从宏任务队列(macrotask queue)中取出第一个任务
  • 执行完毕后,再将微任务(microtask queue)中的所有任务取出,按照顺序分别全部执行(这里包括不仅指开始执行时队列里的微任务),如果在这一步过程中产生新的微任务,也需要执行;
  • 然后再从宏任务队列中取下一个,执行完毕后,再次将 microtask queue 中的全部取出,循环往复,直到两个 queue 中的任务都取完。

总结起来就是:一次 Eventloop 循环会处理一个宏任务和所有这次循环中产生的微任务

2. Node 中的 Event loop

当 Node.js 开始启动时,会初始化一个 Eventloop,处理输入的代码脚本,这些脚本会进行 API 异步调用,process.nextTick() 方法会开始处理事件循环。下面就是 Node.js 官网提供的 Eventloop 事件循环参考流程

  • Node 中的 Event loop 和浏览器中的不相同。
  • NodeEvent loop 分为6个阶段,它们会按照顺序反复运行

  • 每次执行执行一个宏任务后会清空微任务(执行顺序和浏览器一致,在node11版本以上)
  • process.nextTick node中的微任务,当前执行栈的底部,优先级比promise要高

整个流程分为六个阶段,当这六个阶段执行完一次之后,才可以算得上执行了一次 Eventloop 的循环过程。我们来分别看下这六个阶段都做了哪些事情。

  • Timers 阶段 :这个阶段执行 setTimeoutsetInterval的回调函数,简单理解就是由这两个函数启动的回调函数。
  • I/O callbacks 阶段 :这个阶段主要执行系统级别的回调函数,比如 TCP 连接失败的回调。
  • idle,prepare 阶段 :仅系统内部使用,你只需要知道有这 2 个阶段就可以。
  • poll 阶段poll 阶段是一个重要且复杂的阶段,几乎所有 I/O 相关的回调,都在这个阶段执行(除了setTimeoutsetIntervalsetImmediate 以及一些因为 exception 意外关闭产生的回调)。检索新的 I/O 事件,执行与 I/O 相关的回调,其他情况 Node.js 将在适当的时候在此阻塞。这也是最复杂的一个阶段,所有的事件循环以及回调处理都在这个阶段执行。这个阶段的主要流程如下图所示。

  • check 阶段setImmediate() 回调函数在这里执行,setImmediate 并不是立马执行,而是当事件循环 poll 中没有新的事件处理时就执行该部分,如下代码所示。
    const fs = require('fs');
    setTimeout(() => { // 新的事件循环的起点
        console.log('1'); 
    }, 0);
    setImmediate( () => {
        console.log('setImmediate 1');
    });
    /// fs.readFile 将会在 poll 阶段执行
    fs.readFile('./test.conf', {encoding: 'utf-8'}, (err, data) => {
        if (err) throw err;
        console.log('read file success');
    });
    /// 该部分将会在首次事件循环中执行
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log('poll callback');
    });
    // 首次事件循环执行
    console.log('2');

在这一代码中有一个非常奇特的地方,就是 setImmediate 会在 setTimeout 之后输出。有以下几点原因:

  • setTimeout 如果不设置时间或者设置时间为 0,则会默认为 1ms
  • 主流程执行完成后,超过 1ms 时,会将 setTimeout 回调函数逻辑插入到待执行回调函数 poll 队列中;
  • 由于当前 poll 队列中存在可执行回调函数,因此需要先执行完,待完全执行完成后,才会执行check:setImmediate

因此这也验证了这句话,先执行回调函数,再执行 setImmediate

  • close callbacks 阶段 :执行一些关闭的回调函数,如 socket.on('close', ...)

除了把 Eventloop 的宏任务细分到不同阶段外。node 还引入了一个新的任务队列 Process.nextTick()

可以认为,Process.nextTick() 会在上述各个阶段结束时,在进入下一个阶段之前立即执行(优先级甚至超过 microtask 队列)

事件循环的主要包含微任务和宏任务。具体是怎么进行循环的呢

  • 微任务 :在 Node.js 中微任务包含 2 种——process.nextTickPromise微任务在事件循环中优先级是最高的,因此在同一个事件循环中有其他任务存在时,优先执行微任务队列。并且process.nextTick 和 Promise也存在优先级,process.nextTick 高于 Promise
  • 宏任务 :在 Node.js 中宏任务包含 4 种——setTimeoutsetIntervalsetImmediateI/O。宏任务在微任务执行之后执行,因此在同一个事件循环周期内,如果既存在微任务队列又存在宏任务队列,那么优先将微任务队列清空,再执行宏任务队列

我们可以看到有一个核心的主线程,它的执行阶段主要处理三个核心逻辑。

  • 同步代码。
  • 将异步任务插入到微任务队列或者宏任务队列中。
  • 执行微任务或者宏任务的回调函数。在主线程处理回调函数的同时,也需要判断是否插入微任务和宏任务。根据优先级,先判断微任务队列是否存在任务,存在则先执行微任务,不存在则判断在宏任务队列是否有任务,有则执行。
    const fs = require('fs');
    // 首次事件循环执行
    console.log('start');
    /// 将会在新的事件循环中的阶段执行
    fs.readFile('./test.conf', {encoding: 'utf-8'}, (err, data) => {
        if (err) throw err;
        console.log('read file success');
    });
    setTimeout(() => { // 新的事件循环的起点
        console.log('setTimeout'); 
    }, 0);
    /// 该部分将会在首次事件循环中执行
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log('Promise callback');
    });
    /// 执行 process.nextTick
    process.nextTick(() => {
        console.log('nextTick callback');
    });
    // 首次事件循环执行
    console.log('end');

分析下上面代码的执行过程

  • 第一个事件循环主线程发起,因此先执行同步代码,所以先输出 start,然后输出 end
  • 第一个事件循环主线程发起,因此先执行同步代码,所以先输出 start,然后输出 end;
  • 再从上往下分析,遇到微任务,插入微任务队列,遇到宏任务,插入宏任务队列,分析完成后,微任务队列包含:Promise.resolve 和 process.nextTick,宏任务队列包含:fs.readFile 和 setTimeout
  • 先执行微任务队列,但是根据优先级,先执行 process.nextTick 再执行 Promise.resolve,所以先输出 nextTick callback 再输出 Promise callback
  • 再执行宏任务队列,根据宏任务插入先后顺序执行 setTimeout 再执行 fs.readFile,这里需要注意,先执行 setTimeout 由于其回调时间较短,因此回调也先执行,并非是 setTimeout 先执行所以才先执行回调函数,但是它执行需要时间肯定大于 1ms,所以虽然 fs.readFile 先于setTimeout 执行,但是 setTimeout 执行更快,所以先输出 setTimeout ,最后输出 read file success
    // 输出结果
    start
    end
    nextTick callback
    Promise callback
    setTimeout
    read file success

当微任务和宏任务又产生新的微任务和宏任务时,又应该如何处理呢?如下代码所示:

    const fs = require('fs');
    setTimeout(() => { // 新的事件循环的起点
        console.log('1'); 
        fs.readFile('./config/test.conf', {encoding: 'utf-8'}, (err, data) => {
            if (err) throw err;
            console.log('read file sync success');
        });
    }, 0);
    /// 回调将会在新的事件循环之前
    fs.readFile('./config/test.conf', {encoding: 'utf-8'}, (err, data) => {
        if (err) throw err;
        console.log('read file success');
    });
    /// 该部分将会在首次事件循环中执行
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log('poll callback');
    });
    // 首次事件循环执行
    console.log('2');

在上面代码中,有 2 个宏任务和 1 个微任务,宏任务是 setTimeout 和 fs.readFile,微任务是 Promise.resolve

  • 整个过程优先执行主线程的第一个事件循环过程,所以先执行同步逻辑,先输出 2。
  • 接下来执行微任务,输出 poll callback
  • 再执行宏任务中的 fs.readFile 和 setTimeout,由于 fs.readFile 优先级高,先执行 fs.readFile。但是处理时间长于 1ms,因此会先执行 setTimeout 的回调函数,输出 1。这个阶段在执行过程中又会产生新的宏任务 fs.readFile,因此又将该 fs.readFile 插入宏任务队列
  • 最后由于只剩下宏任务了 fs.readFile,因此执行该宏任务,并等待处理完成后的回调,输出 read file sync success
    // 结果
    2
    poll callback
    1
    read file success
    read file sync success

Process.nextick() 和 Vue 的 nextick

Node.js 和浏览器端宏任务队列的另一个很重要的不同点是,浏览器端任务队列每轮事件循环仅出队一个回调函数接着去执行微任务队列;而 Node.js 端只要轮到执行某个宏任务队列,则会执行完队列中所有的当前任务,但是当前轮次新添加到队尾的任务则会等到下一轮次才会执行。

    setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout');
    }, 0);
    setImmediate(() => {
        console.log('setImmediate');
    })
    // 这里可能会输出 setTimeout,setImmediate
    // 可能也会相反的输出,这取决于性能
    // 因为可能进入 event loop 用了不到 1 毫秒,这时候会执行 setImmediate
    // 否则会执行 setTimeout

上面介绍的都是 macrotask 的执行情况,microtask 会在以上每个阶段完成后立即执行

    setTimeout(()=>{
        console.log('timer1')
    
        Promise.resolve().then(function() {
            console.log('promise1')
        })
    }, 0)
    
    setTimeout(()=>{
        console.log('timer2')
    
        Promise.resolve().then(function() {
            console.log('promise2')
        })
    }, 0)
    
    // 以上代码在浏览器和 node 中打印情况是不同的
    // 浏览器中一定打印 timer1, promise1, timer2, promise2
    // node 中可能打印 timer1, timer2, promise1, promise2
    // 也可能打印 timer1, promise1, timer2, promise2

Node 中的 process.nextTick 会先于其他 microtask 执行

    setTimeout(() => {
     console.log("timer1");
    
     Promise.resolve().then(function() {
       console.log("promise1");
     });
    }, 0);
    
    // poll阶段执行
    fs.readFile('./test',()=>{
      // 在poll阶段里面 如果有setImmediate优先执行,setTimeout处于事件循环顶端 poll下面就是setImmediate
      setTimeout(()=>console.log('setTimeout'),0)
      setImmediate(()=>console.log('setImmediate'),0)
    })
    
    process.nextTick(() => {
     console.log("nextTick");
    });
    // nextTick, timer1, promise1,setImmediate,setTimeout

对于 microtask 来说,它会在以上每个阶段完成前清空 microtask 队列,下图中的 Tick 就代表了 microtask

谁来启动这个循环过程,循环条件是什么?

当 Node.js 启动后,会初始化事件循环,处理已提供的输入脚本,它可能会先调用一些异步的 API、调度定时器,或者 process.nextTick(),然后再开始处理事件循环。因此可以这样理解,Node.js 进程启动后,就发起了一个新的事件循环,也就是事件循环的起点。

总结来说,Node.js 事件循环的发起点有 4 个:

  • Node.js 启动后;
  • setTimeout 回调函数;
  • setInterval 回调函数;
  • 也可能是一次 I/O 后的回调函数。

无限循环有没有终点

当所有的微任务和宏任务都清空的时候,虽然当前没有任务可执行了,但是也并不能代表循环结束了。因为可能存在当前还未回调的异步 I/O,所以这个循环是没有终点的,只要进程在,并且有新的任务存在,就会去执行

Node.js 是单线程的还是多线程的?

主线程是单线程执行的,但是 Node.js 存在多线程执行,多线程包括 setTimeout 和异步 I/O 事件。其实 Node.js 还存在其他的线程,包括垃圾回收、内存优化

EventLoop 对渲染的影响

  • 想必你之前在业务开发中也遇到过 requestIdlecallback 和 requestAnimationFrame,这两个函数在我们之前的内容中没有讲过,但是当你开始考虑它们在 Eventloop 的生命周期的哪一步触发,或者这两个方法的回调会在微任务队列还是宏任务队列执行的时候,才发现好像没有想象中那么简单。这两个方法其实也并不属于 JS 的原生方法,而是浏览器宿主环境提供的方法,因为它们牵扯到另一个问题:渲染。
  • 我们知道浏览器作为一个复杂的应用是多线程工作的,除了运行 JS 的线程外,还有渲染线程、定时器触发线程、HTTP 请求线程,等等。JS 线程可以读取并且修改 DOM,而渲染线程也需要读取 DOM,这是一个典型的多线程竞争临界资源的问题。所以浏览器就把这两个线程设计成互斥的,即同时只能有一个线程在执行
  • 渲染原本就不应该出现在 Eventloop 相关的知识体系里,但是因为 Eventloop 显然是在讨论 JS 如何运行的问题,而渲染则是浏览器另外一个线程的工作。但是 requestAnimationFrame的出现却把这两件事情给关联起来
  • 通过调用 requestAnimationFrame 我们可以在下次渲染之前执行回调函数。那下次渲染具体是哪个时间点呢?渲染和 Eventloop 有什么关系呢?
    • 简单来说,就是在每一次 Eventloop 的末尾,判断当前页面是否处于渲染时机,就是重新渲染
  • 有屏幕的硬件限制,比如 60Hz 刷新率,简而言之就是 1 秒刷新了 60 次,16.6ms 刷新一次。这个时候浏览器的渲染间隔时间就没必要小于 16.6ms,因为就算渲染了屏幕上也看不到。当然浏览器也不能保证一定会每 16.6ms 会渲染一次,因为还会受到处理器的性能、JavaScript 执行效率等其他因素影响。
  • 回到 requestAnimationFrame,这个 API 保证在下次浏览器渲染之前一定会被调用,实际上我们完全可以把它看成是一个高级版的 setInterval。它们都是在一段时间后执行回调,但是前者的间隔时间是由浏览器自己不断调整的,而后者只能由用户指定。这样的特性也决定了 requestAnimationFrame 更适合用来做针对每一帧来修改的动画效果
  • 当然 requestAnimationFrame 不是 Eventloop 里的宏任务,或者说它并不在 Eventloop 的生命周期里,只是浏览器又开放的一个在渲染之前发生的新的 hook。另外需要注意的是微任务的认知概念也需要更新,在执行 animation callback 时也有可能产生微任务(比如 promise 的 callback),会放到 animation queue 处理完后再执行。所以微任务并不是像之前说的那样在每一轮 Eventloop 后处理,而是在 JS 的函数调用栈清空后处理

但是 requestIdlecallback 却是一个更好理解的概念。当宏任务队列中没有任务可以处理时,浏览器可能存在“空闲状态”。这段空闲时间可以被 requestIdlecallback 利用起来执行一些优先级不高、不必立即执行的任务,如下图所示:

19 垃圾回收

  • 对于在JavaScript中的字符串,对象,数组是没有固定大小的,只有当对他们进行动态分配存储时,解释器就会分配内存来存储这些数据,当JavaScript的解释器消耗完系统中所有可用的内存时,就会造成系统崩溃。
  • 内存泄漏,在某些情况下,不再使用到的变量所占用内存没有及时释放,导致程序运行中,内存越占越大,极端情况下可以导致系统崩溃,服务器宕机。
  • JavaScript有自己的一套垃圾回收机制,JavaScript的解释器可以检测到什么时候程序不再使用这个对象了(数据),就会把它所占用的内存释放掉。
  • 针对JavaScript的来及回收机制有以下两种方法(常用):标记清除,引用计数
  • 标记清除

v8 的垃圾回收机制基于分代回收机制,这个机制又基于世代假说,这个假说有两个特点,一是新生的对象容易早死,另一个是不死的对象会活得更久。基于这个假说,v8 引擎将内存分为了新生代和老生代。

  • 新创建的对象或者只经历过一次的垃圾回收的对象被称为新生代。经历过多次垃圾回收的对象被称为老生代。
  • 新生代被分为 From 和 To 两个空间,To 一般是闲置的。当 From 空间满了的时候会执行 Scavenge 算法进行垃圾回收。当我们执行垃圾回收算法的时候应用逻辑将会停止,等垃圾回收结束后再继续执行。

这个算法分为三步:

  • 首先检查 From 空间的存活对象,如果对象存活则判断对象是否满足晋升到老生代的条件,如果满足条件则晋升到老生代。如果不满足条件则移动 To 空间。
  • 如果对象不存活,则释放对象的空间。
  • 最后将 From 空间和 To 空间角色进行交换。

新生代对象晋升到老生代有两个条件:

  • 第一个是判断是对象否已经经过一次 Scavenge 回收。若经历过,则将对象从 From 空间复制到老生代中;若没有经历,则复制到 To 空间。
  • 第二个是 To 空间的内存使用占比是否超过限制。当对象从 From 空间复制到 To 空间时,若 To 空间使用超过 25%,则对象直接晋升到老生代中。设置 25% 的原因主要是因为算法结束后,两个空间结束后会交换位置,如果 To 空间的内存太小,会影响后续的内存分配。

老生代采用了标记清除法和标记压缩法。标记清除法首先会对内存中存活的对象进行标记,标记结束后清除掉那些没有标记的对象。由于标记清除后会造成很多的内存碎片,不便于后面的内存分配。所以了解决内存碎片的问题引入了标记压缩法。

由于在进行垃圾回收的时候会暂停应用的逻辑,对于新生代方法由于内存小,每次停顿的时间不会太长,但对于老生代来说每次垃圾回收的时间长,停顿会造成很大的影响。 为了解决这个问题 V8 引入了增量标记的方法,将一次停顿进行的过程分为了多步,每次执行完一小步就让运行逻辑执行一会,就这样交替运行

20 内存泄露

  • 意外的全局变量: 无法被回收
  • 定时器: 未被正确关闭,导致所引用的外部变量无法被释放
  • 事件监听: 没有正确销毁 (低版本浏览器可能出现)
  • 闭包
    • 第一种情况是我们由于使用未声明的变量,而意外的创建了一个全局变量,而使这个变量一直留在内存中无法被回收。
    • 第二种情况是我们设置了setInterval定时器,而忘记取消它,如果循环函数有对外部变量的引用的话,那么这个变量会被一直留在内存中,而无法被回收。
    • 第三种情况是我们获取一个DOM元素的引用,而后面这个元素被删除,由于我们一直保留了对这个元素的引用,所以它也无法被回收。
    • 第四种情况是不合理的使用闭包,从而导致某些变量一直被留在内存当中。
  • dom 引用: dom 元素被删除时,内存中的引用未被正确清空
  • 控制台console.log打印的东西

可用 chrome 中的 timeline 进行内存标记,可视化查看内存的变化情况,找出异常点。

内存泄露排查方法 (opens new window)

21 深浅拷贝

1. 浅拷贝的原理和实现

自己创建一个新的对象,来接受你要重新复制或引用的对象值。如果对象属性是基本的数据类型,复制的就是基本类型的值给新对象;但如果属性是引用数据类型,复制的就是内存中的地址,如果其中一个对象改变了这个内存中的地址,肯定会影响到另一个对象

方法一:object.assign

object.assign是 ES6 中 object 的一个方法,该方法可以用于 JS 对象的合并等多个用途,其中一个用途就是可以进行浅拷贝。该方法的第一个参数是拷贝的目标对象,后面的参数是拷贝的来源对象(也可以是多个来源)。

    object.assign 的语法为:Object.assign(target, ...sources)

object.assign 的示例代码如下:

    let target = {};
    let source = { a: { b: 1 } };
    Object.assign(target, source);
    console.log(target); // { a: { b: 1 } };

但是使用 object.assign 方法有几点需要注意

  • 它不会拷贝对象的继承属性;
  • 它不会拷贝对象的不可枚举的属性;
  • 可以拷贝 Symbol 类型的属性。
    let obj1 = { a:{ b:1 }, sym:Symbol(1)}; 
    Object.defineProperty(obj1, 'innumerable' ,{
        value:'不可枚举属性',
        enumerable:false
    });
    let obj2 = {};
    Object.assign(obj2,obj1)
    obj1.a.b = 2;
    console.log('obj1',obj1);
    console.log('obj2',obj2);

从上面的样例代码中可以看到,利用 object.assign 也可以拷贝 Symbol 类型的对象,但是如果到了对象的第二层属性 obj1.a.b 这里的时候,前者值的改变也会影响后者的第二层属性的值,说明其中依旧存在着访问共同堆内存的问题,也就是说这种方法还不能进一步复制,而只是完成了浅拷贝的功能

方法二:扩展运算符方式

  • 我们也可以利用 JS 的扩展运算符,在构造对象的同时完成浅拷贝的功能。
  • 扩展运算符的语法为:let cloneObj = { ...obj };
    /* 对象的拷贝 */
    let obj = {a:1,b:{c:1}}
    let obj2 = {...obj}
    obj.a = 2
    console.log(obj)  //{a:2,b:{c:1}} console.log(obj2); //{a:1,b:{c:1}}
    obj.b.c = 2
    console.log(obj)  //{a:2,b:{c:2}} console.log(obj2); //{a:1,b:{c:2}}
    /* 数组的拷贝 */
    let arr = [1, 2, 3];
    let newArr = [...arr]; //跟arr.slice()是一样的效果

扩展运算符 和 object.assign 有同样的缺陷,也就是实现的浅拷贝的功能差不多,但是如果属性都是基本类型的值,使用扩展运算符进行浅拷贝会更加方便

方法三:concat 拷贝数组

数组的 concat 方法其实也是浅拷贝,所以连接一个含有引用类型的数组时,需要注意修改原数组中的元素的属性,因为它会影响拷贝之后连接的数组。不过 concat 只能用于数组的浅拷贝,使用场景比较局限。代码如下所示。

    let arr = [1, 2, 3];
    let newArr = arr.concat();
    newArr[1] = 100;
    console.log(arr);  // [ 1, 2, 3 ]
    console.log(newArr); // [ 1, 100, 3 ]

方法四:slice 拷贝数组

slice 方法也比较有局限性,因为它仅仅针对数组类型slice方法会返回一个新的数组对象,这一对象由该方法的前两个参数来决定原数组截取的开始和结束时间,是不会影响和改变原始数组的。

    slice 的语法为:arr.slice(begin, end);
    let arr = [1, 2, {val: 4}];
    let newArr = arr.slice();
    newArr[2].val = 1000;
    console.log(arr);  //[ 1, 2, { val: 1000 } ]

从上面的代码中可以看出,这就是浅拷贝的限制所在了——它只能拷贝一层对象。如果存在对象的嵌套,那么浅拷贝将无能为力。因此深拷贝就是为了解决这个问题而生的,它能解决多层对象嵌套问题,彻底实现拷贝

手工实现一个浅拷贝

根据以上对浅拷贝的理解,如果让你自己实现一个浅拷贝,大致的思路分为两点:

  • 对基础类型做一个最基本的一个拷贝;
  • 对引用类型开辟一个新的存储,并且拷贝一层对象属性。
    const shallowClone = (target) => {
      if (typeof target === 'object' && target !== null) {
        const cloneTarget = Array.isArray(target) ? []: {};
        for (let prop in target) {
          if (target.hasOwnProperty(prop)) {
              cloneTarget[prop] = target[prop];
          }
        }
        return cloneTarget;
      } else {
        return target;
      }
    }

利用类型判断,针对引用类型的对象进行 for 循环遍历对象属性赋值给目标对象的属性,基本就可以手工实现一个浅拷贝的代码了

2. 深拷贝的原理和实现

浅拷贝只是创建了一个新的对象,复制了原有对象的基本类型的值,而引用数据类型只拷贝了一层属性,再深层的还是无法进行拷贝。深拷贝则不同,对于复杂引用数据类型,其在堆内存中完全开辟了一块内存地址,并将原有的对象完全复制过来存放。

这两个对象是相互独立、不受影响的,彻底实现了内存上的分离。总的来说,深拷贝的原理可以总结如下

将一个对象从内存中完整地拷贝出来一份给目标对象,并从堆内存中开辟一个全新的空间存放新对象,且新对象的修改并不会改变原对象,二者实现真正的分离。

方法一:乞丐版(JSON.stringify)

JSON.stringify() 是目前开发过程中最简单的深拷贝方法,其实就是把一个对象序列化成为 JSON 的字符串,并将对象里面的内容转换成字符串,最后再用 JSON.parse() 的方法将 JSON 字符串生成一个新的对象

    let a = {
        age: 1,
        jobs: {
            first: 'FE'
        }
    }
    let b = JSON.parse(JSON.stringify(a))
    a.jobs.first = 'native'
    console.log(b.jobs.first) // FE

但是该方法也是有局限性的

  • 会忽略 undefined
  • 会忽略 symbol
  • 不能序列化函数
  • 无法拷贝不可枚举的属性
  • 无法拷贝对象的原型链
  • 拷贝 RegExp 引用类型会变成空对象
  • 拷贝 Date 引用类型会变成字符串
  • 对象中含有 NaNInfinity 以及 -InfinityJSON 序列化的结果会变成 null
  • 不能解决循环引用的对象,即对象成环 (obj[key] = obj)。
    function Obj() { 
      this.func = function () { alert(1) }; 
      this.obj = {a:1};
      this.arr = [1,2,3];
      this.und = undefined; 
      this.reg = /123/; 
      this.date = new Date(0); 
      this.NaN = NaN;
      this.infinity = Infinity;
      this.sym = Symbol(1);
    } 
    let obj1 = new Obj();
    Object.defineProperty(obj1,'innumerable',{ 
      enumerable:false,
      value:'innumerable'
    });
    console.log('obj1',obj1);
    let str = JSON.stringify(obj1);
    let obj2 = JSON.parse(str);
    console.log('obj2',obj2);

使用 JSON.stringify 方法实现深拷贝对象,虽然到目前为止还有很多无法实现的功能,但是这种方法足以满足日常的开发需求,并且是最简单和快捷的。而对于其他的也要实现深拷贝的,比较麻烦的属性对应的数据类型,JSON.stringify 暂时还是无法满足的,那么就需要下面的几种方法了

方法二:基础版(手写递归实现)

下面是一个实现 deepClone 函数封装的例子,通过 for in 遍历传入参数的属性值,如果值是引用类型则再次递归调用该函数,如果是基础数据类型就直接复制

    let obj1 = {
      a:{
        b:1
      }
    }
    function deepClone(obj) { 
      let cloneObj = {}
      for(let key in obj) {                 //遍历
        if(typeof obj[key] ==='object') { 
          cloneObj[key] = deepClone(obj[key])  //是对象就再次调用该函数递归
        } else {
          cloneObj[key] = obj[key]  //基本类型的话直接复制值
        }
      }
      return cloneObj
    }
    let obj2 = deepClone(obj1);
    obj1.a.b = 2;
    console.log(obj2);   //  {a:{b:1}}

虽然利用递归能实现一个深拷贝,但是同上面的 JSON.stringify 一样,还是有一些问题没有完全解决,例如:

  • 这个深拷贝函数并不能复制不可枚举的属性以及 Symbol 类型;
  • 这种方法只是针对普通的引用类型的值做递归复制,而对于 Array、Date、RegExp、Error、Function 这样的引用类型并不能正确地拷贝;
  • 对象的属性里面成环,即循环引用没有解决

这种基础版本的写法也比较简单,可以应对大部分的应用情况。但是你在面试的过程中,如果只能写出这样的一个有缺陷的深拷贝方法,有可能不会通过。

所以为了“拯救”这些缺陷,下面我带你一起看看改进的版本,以便于你可以在面试种呈现出更好的深拷贝方法,赢得面试官的青睐。

方法三:改进版(改进后递归实现)

针对上面几个待解决问题,我先通过四点相关的理论告诉你分别应该怎么做。

  • 针对能够遍历对象的不可枚举属性以及 Symbol 类型,我们可以使用 Reflect.ownKeys 方法;
  • 当参数为 Date、RegExp 类型,则直接生成一个新的实例返回;
  • 利用 ObjectgetOwnPropertyDescriptors 方法可以获得对象的所有属性,以及对应的特性,顺便结合 Object.create 方法创建一个新对象,并继承传入原对象的原型链;
  • 利用 WeakMap 类型作为 Hash 表,因为 WeakMap 是弱引用类型,可以有效防止内存泄漏(你可以关注一下 MapweakMap 的关键区别,这里要用 weakMap),作为检测循环引用很有帮助,如果存在循环,则引用直接返回 WeakMap 存储的值

如果你在考虑到循环引用的问题之后,还能用 WeakMap 来很好地解决,并且向面试官解释这样做的目的,那么你所展示的代码,以及你对问题思考的全面性,在面试官眼中应该算是合格的了

实现深拷贝

    const isComplexDataType = obj => (typeof obj === 'object' || typeof obj === 'function') && (obj !== null)
    
    const deepClone = function (obj, hash = new WeakMap()) {
      if (obj.constructor === Date) {
        return new Date(obj)       // 日期对象直接返回一个新的日期对象
      }
      
      if (obj.constructor === RegExp){
        return new RegExp(obj)     //正则对象直接返回一个新的正则对象
      }
      
      //如果循环引用了就用 weakMap 来解决
      if (hash.has(obj)) {
        return hash.get(obj)
      }
      let allDesc = Object.getOwnPropertyDescriptors(obj)
    
      //遍历传入参数所有键的特性
      let cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), allDesc)
    
      // 把cloneObj原型复制到obj上
      hash.set(obj, cloneObj)
    
      for (let key of Reflect.ownKeys(obj)) { 
        cloneObj[key] = (isComplexDataType(obj[key]) && typeof obj[key] !== 'function') ? deepClone(obj[key], hash) : obj[key]
      }
      return cloneObj
    }
    // 下面是验证代码
    let obj = {
      num: 0,
      str: '',
      boolean: true,
      unf: undefined,
      nul: null,
      obj: { name: '我是一个对象', id: 1 },
      arr: [0, 1, 2],
      func: function () { console.log('我是一个函数') },
      date: new Date(0),
      reg: new RegExp('/我是一个正则/ig'),
      [Symbol('1')]: 1,
    };
    Object.defineProperty(obj, 'innumerable', {
      enumerable: false, value: '不可枚举属性' }
    );
    obj = Object.create(obj, Object.getOwnPropertyDescriptors(obj))
    obj.loop = obj    // 设置loop成循环引用的属性
    let cloneObj = deepClone(obj)
    cloneObj.arr.push(4)
    console.log('obj', obj)
    console.log('cloneObj', cloneObj)

我们看一下结果,cloneObjobj 的基础上进行了一次深拷贝,cloneObj 里的 arr 数组进行了修改,并未影响到 obj.arr 的变化,如下图所示

22 节流与防抖

  • 函数防抖 是指在事件被触发 n 秒后再执行回调,如果在这 n 秒内事件又被触发,则重新计时。这可以使用在一些点击请求的事件上,避免因为用户的多次点击向后端发送多次请求。
  • 函数节流 是指规定一个单位时间,在这个单位时间内,只能有一次触发事件的回调函数执行,如果在同一个单位时间内某事件被触发多次,只有一次能生效。节流可以使用在 scroll 函数的事件监听上,通过事件节流来降低事件调用的频率。
    // 函数防抖的实现
    function debounce(fn, wait) {
      var timer = null;
    
      return function() {
        var context = this,
          args = arguments;
    
        // 如果此时存在定时器的话,则取消之前的定时器重新记时
        if (timer) {
          clearTimeout(timer);
          timer = null;
        }
    
        // 设置定时器,使事件间隔指定事件后执行
        timer = setTimeout(() => {
          fn.apply(context, args);
        }, wait);
      };
    }
    
    // 函数节流的实现;
    function throttle(fn, delay) {
      var preTime = Date.now();
    
      return function() {
        var context = this,
          args = arguments,
          nowTime = Date.now();
    
        // 如果两次时间间隔超过了指定时间,则执行函数。
        if (nowTime - preTime >= delay) {
          preTime = Date.now();
          return fn.apply(context, args);
        }
      };
    }

23 Proxy代理

proxy在目标对象的外层搭建了一层拦截,外界对目标对象的某些操作,必须通过这层拦截

    var proxy = new Proxy(target, handler);

new Proxy()表示生成一个Proxy实例,target参数表示所要拦截的目标对象,handler参数也是一个对象,用来定制拦截行为

    var target = {
       name: 'poetries'
     };
     var logHandler = {
       get: function(target, key) {
         console.log(`${key} 被读取`);
         return target[key];
       },
       set: function(target, key, value) {
         console.log(`${key} 被设置为 ${value}`);
         target[key] = value;
       }
     }
     var targetWithLog = new Proxy(target, logHandler);
     
     targetWithLog.name; // 控制台输出:name 被读取
     targetWithLog.name = 'others'; // 控制台输出:name 被设置为 others
     
     console.log(target.name); // 控制台输出: others
  • targetWithLog 读取属性的值时,实际上执行的是 logHandler.get :在控制台输出信息,并且读取被代理对象 target 的属性。
  • targetWithLog 设置属性值时,实际上执行的是 logHandler.set :在控制台输出信息,并且设置被代理对象 target 的属性的值
    // 由于拦截函数总是返回35,所以访问任何属性都得到35
    var proxy = new Proxy({}, {
      get: function(target, property) {
        return 35;
      }
    });
    
    proxy.time // 35
    proxy.name // 35
    proxy.title // 35

Proxy 实例也可以作为其他对象的原型对象

    var proxy = new Proxy({}, {
      get: function(target, property) {
        return 35;
      }
    });
    
    let obj = Object.create(proxy);
    obj.time // 35

proxy对象是obj对象的原型,obj对象本身并没有time属性,所以根据原型链,会在proxy对象上读取该属性,导致被拦截

Proxy的作用

对于代理模式 Proxy 的作用主要体现在三个方面

  • 拦截和监视外部对对象的访问
  • 降低函数或类的复杂度
  • 在复杂操作前对操作进行校验或对所需资源进行管理

Proxy所能代理的范围--handler

实际上 handler 本身就是ES6所新设计的一个对象.它的作用就是用来 自定义代理对象的各种可代理操作 。它本身一共有13中方法,每种方法都可以代理一种操作.其13种方法如下

    // 在读取代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.getPrototypeOf(proxy) 时。
    handler.getPrototypeOf()
    
    // 在设置代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.setPrototypeOf(proxy, null) 时。
    handler.setPrototypeOf()
    
     
    // 在判断一个代理对象是否是可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.isExtensible(proxy) 时。
    handler.isExtensible()
    
     
    // 在让一个代理对象不可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.preventExtensions(proxy) 时。
    handler.preventExtensions()
    
    // 在获取代理对象某个属性的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, "foo") 时。
    handler.getOwnPropertyDescriptor()
    
     
    // 在定义代理对象某个属性时的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.defineProperty(proxy, "foo", {}) 时。
    andler.defineProperty()
    
     
    // 在判断代理对象是否拥有某个属性时触发该操作,比如在执行 "foo" in proxy 时。
    handler.has()
    
    // 在读取代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 proxy.foo 时。
    handler.get()
    
     
    // 在给代理对象的某个属性赋值时触发该操作,比如在执行 proxy.foo = 1 时。
    handler.set()
    
    // 在删除代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 delete proxy.foo 时。
    handler.deleteProperty()
    
    // 在获取代理对象的所有属性键时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyNames(proxy) 时。
    handler.ownKeys()
    
    // 在调用一个目标对象为函数的代理对象时触发该操作,比如在执行 proxy() 时。
    handler.apply()
    
     
    // 在给一个目标对象为构造函数的代理对象构造实例时触发该操作,比如在执行new proxy() 时。
    handler.construct()

为何Proxy不能被Polyfill

  • 如class可以用function模拟;promise可以用callback模拟
  • 但是proxy不能用Object.defineProperty模拟

目前谷歌的polyfill只能实现部分的功能,如get、set https://github.com/GoogleChrome/proxy- polyfill

    // commonJS require
    const proxyPolyfill = require('proxy-polyfill/src/proxy')();
    
    // Your environment may also support transparent rewriting of commonJS to ES6:
    import ProxyPolyfillBuilder from 'proxy-polyfill/src/proxy';
    const proxyPolyfill = ProxyPolyfillBuilder();
    
    // Then use...
    const myProxy = new proxyPolyfill(...);

24 Ajax

它是一种异步通信的方法,通过直接由 js 脚本向服务器发起 http 通信,然后根据服务器返回的数据,更新网页的相应部分,而不用刷新整个页面的一种方法。

面试手写(原生):

    //1:创建Ajax对象
    var xhr = window.XMLHttpRequest?new XMLHttpRequest():new ActiveXObject('Microsoft.XMLHTTP');// 兼容IE6及以下版本
    //2:配置 Ajax请求地址
    xhr.open('get','index.xml',true);
    //3:发送请求
    xhr.send(null); // 严谨写法
    //4:监听请求,接受响应
    xhr.onreadystatechange=function(){
         if(xhr.readyState==4&&xhr.status==200 || xhr.status==304 )
              console.log(xhr.responseXML)
    }

jQuery写法

    $.ajax({
      type:'post',
      url:'',
      async:true,//async 异步  sync  同步
      data:data,//针对post请求
      dataType:'jsonp',
      success:function (msg) {
    
      },
      error:function (error) {
    
      }
    })

promise 封装实现:

    // promise 封装实现:
    
    function getJSON(url) {
      // 创建一个 promise 对象
      let promise = new Promise(function(resolve, reject) {
        let xhr = new XMLHttpRequest();
    
        // 新建一个 http 请求
        xhr.open("GET", url, true);
    
        // 设置状态的监听函数
        xhr.onreadystatechange = function() {
          if (this.readyState !== 4) return;
    
          // 当请求成功或失败时,改变 promise 的状态
          if (this.status === 200) {
            resolve(this.response);
          } else {
            reject(new Error(this.statusText));
          }
        };
    
        // 设置错误监听函数
        xhr.onerror = function() {
          reject(new Error(this.statusText));
        };
    
        // 设置响应的数据类型
        xhr.responseType = "json";
    
        // 设置请求头信息
        xhr.setRequestHeader("Accept", "application/json");
    
        // 发送 http 请求
        xhr.send(null);
      });
    
      return promise;
    }

补充(现代做法):XMLHttpRequestActiveXObject('Microsoft.XMLHTTP') 已基本退役。现代浏览器统一用 fetch,配合 async/await 写起来更简洁,并可用 AbortController 取消请求:

    async function getJSON(url, { signal } = {}) {
      const res = await fetch(url, { signal, headers: { Accept: 'application/json' } });
      if (!res.ok) throw new Error(`HTTP ${res.status}`);
      return res.json();
    }
    // 取消:const ctrl = new AbortController(); getJSON(url, { signal: ctrl.signal }); ctrl.abort();

注意两点:fetch 只有网络错误才 reject,HTTP 4xx/5xx 仍 resolve,需手动判断 res.okfetch 默认不带跨域 Cookie,需要时设 credentials: 'include'。业务里也常用 axios 做拦截器、超时、自动转 JSON 等封装。

Last Updated:
Contributors: leeguooooo