javascript的單線程機制
爲什麼javascript採用單線程機制？
先說明一下線程和進程的不同：進程是執行的應用程序，每個進程都是由私有的虛擬地址空間、代碼、數據和其它系統資源所組成，進程在運行過程中能夠申請創建和使用系統資源，這些資源也會隨着進程的終止而被銷燬。線程是進程內的一個獨立執行單元，在不同的線程之間是可以共享進程資源的，所以在多線程的情況下，需要特別注意對臨界資源的訪問控制。在系統創建進程之後就開始啓動執行進程的主線程，而進程的生命週期和這個主線程的生命週期一致，主線程的退出也就意味着進程的終止和銷燬。主線程有系統進程所創建，同時用戶也可以自己創建其他線程，這一系列的線程都會併發地運行與同一個進程中。
多線程的併發，能夠提高CPU利用率，提升應用程序性能。但是javascript中卻沒有使用多線程，而是使用了單線程。而其中的原因，要從Javascript的用途說起，javascript是一種瀏覽器腳本語言，主要實現與用戶的交互，操作DOM。如果使用多線程的方式操作DOM，則可能出現操作的衝突。假設有兩個線程同時操作一個DOM元素，線程1要求瀏覽器刪除DOM，線程2要求修改DOM樣式，瀏覽器是無法決定採用哪個線程的操作的。爲了簡化開發，javascript支持的是單線程。
單線程運行，即在某一時刻內只能執行特定的一個任務，只有當這個任務完全執行完畢後，才能執行下一個任務。即會發生阻塞的現象。比如如果有I/O輸入的情況，而I/O輸入過程比較耗時，在單線程中，那麼程序會阻塞在I/O輸入模塊上，只有輸入完成後，纔會執行之後的程序。這樣就會造成CPU很長一段時間都是空閒的。所以需要引入異步實現任務的功能。而javascript具有回調的特性（注意，回調和單線程並不是一回事，不要混淆，單線程只是很好地應用了回調這個特性），對於比較耗時的I/O輸入，不需要等待輸入的完成再執行之後的代碼，而是可以先執行後面的代碼，等這些耗時的任務完成後則以回調的方式執行相應的處理，這個過程很完美地體現了回調機制。
Runtime概念
下面給出的是一個理論上的模型，現在js引擎已着重實現和優化了以下所描述的幾個概念
Stack（棧）
這裏放着JavaScript正在執行的任務。每個任務被稱爲幀（stack of frames）。
function f(b){
var a = 12;
return a+b+35;
}
function g(x){
var m = 4;
return f(m*x);
}
g(21);g 時，創建棧的第一幀，該幀包含了 g 的參數和局部變量。當 g 調用 f 時，第二幀就會被創建，並且置於第一幀之上，當然，該幀也包含了 f 的參數和局部變量。當 f 返回時，其對應的幀就會出棧。同理，當 g 返回時，棧就爲空了（棧的特定就是後進先出 Last-in
first-out (LIFO)）。
Heap（堆）
一個用來表示內存中一大片非結構化區域的名字，對象都被分配在這。
Queue（隊列）
一個 JavaScript runtime 包含了一個任務隊列，該隊列是由一系列待處理的任務組成。而每個任務都有相對應的函數。當棧爲空時，就會從任務隊列中取出一個任務，並處理之。該處理會調用與該任務相關聯的一系列函數（因此會創建一個初始棧幀）。當該任務處理完畢後，棧就會再次爲空。（Queue的特點是先進先出 First-in First-out (FIFO)）。
爲了方便描述與理解，作出以下約定：
- Stack棧爲主線程
- Queue隊列爲任務隊列（等待調度到主線程執行）
那麼，現在具體講一下主線程和任務隊列
主線程和任務隊列
單線程就意味着，所有任務需要排隊，前一個任務結束，纔會執行後一個任務。如果前一個任務耗時很長，後一個任務就不得不一直等着。
如果排隊是因爲計算量大，CPU忙不過來，倒也算了，但是很多時候CPU是閒着的，因爲IO設備（輸入輸出設備）很慢（比如Ajax操作從網絡讀取數據），不得不等着結果出來，再往下執行。
JavaScript語言的設計者意識到，這時主線程完全可以不管IO設備，掛起處於等待中的任務，先運行排在後面的任務。等到IO設備返回了結果，再回過頭，把掛起的任務繼續執行下去。
於是，所有任務可以分成兩種，一種是同步任務（synchronous），另一種是異步任務（asynchronous）。同步任務指的是，在主線程上排隊執行的任務，只有前一個任務執行完畢，才能執行後一個任務；異步任務指的是，不進入主線程、而進入"任務隊列"（task queue）的任務，只有"任務隊列"通知主線程，某個異步任務可以執行了，該任務纔會進入主線程執行。
具體來說，異步執行的運行機制如下。（同步執行也是如此，因爲它可以被視爲沒有異步任務的異步執行。）
（1）所有同步任務都在主線程上執行，形成一個執行棧（execution context stack）。
（2）主線程之外，還存在一個"任務隊列"（task queue）。只要異步任務有了運行結果，就在"任務隊列"之中放置一個事件。
（3）一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢，系統就會讀取"任務隊列"，看看裏面有哪些事件。那些對應的異步任務，於是結束等待狀態，進入執行棧，開始執行。
（4）主線程不斷重複上面的第三步。
事件和回調函數
"任務隊列"中的事件，除了IO設備的事件以外，還包括一些用戶產生的事件（比如鼠標點擊、頁面滾動等等）。只要指定過回調函數，這些事件發生時就會進入"任務隊列"，等待主線程讀取。
所謂"回調函數"（callback），就是那些會被主線程掛起來的代碼。異步任務必須指定回調函數，當主線程開始執行異步任務，就是執行對應的回調函數。
"任務隊列"是一個先進先出的數據結構，排在前面的事件，優先被主線程讀取。主線程的讀取過程基本上是自動的，只要執行棧一清空，"任務隊列"上第一位的事件就自動進入主線程。但是，由於存在後文提到的"定時器"功能，主線程首先要檢查一下執行時間，某些事件只有到了規定的時間，
Event Loop機制
之所以被稱爲Event loop，是因爲它以以下類似方式實現：
while(queue.waitForMessage()){
queue.processNextMessage();
}
上圖主線程的綠色部分，還是表示運行時間，而橙色部分表示空閒時間。每當遇到I/O的時候，主線程就讓Event
Loop線程去通知相應的I/O程序，然後接着往後運行，所以不存在紅色的等待時間。等到I/O程序完成操作，Event Loop線程再把結果返回主線程。主線程就調用事先設定的回調函數，完成整個任務。
定時器問題
在任務隊列中，也可以存放定時器。在js中，定時器函數有兩個setTimeout()和setInterval()。
setTimeout()方法在指定的時間過後執行代碼，需要傳遞兩個參數，第一個參數是一個函數（函數代碼塊或者是函數名），第二個參數是指等待的毫秒數。即在第二個參數指定的時間後執行第一個指定的函數內容。但是這裏要注意的是，javascript是一個單線程程序的解釋器，定時器是被當做異步任務來處理的，所以setTimeout()的第二個參數告訴javascript再過多長時間把當前任務（第一個參數指定的任務）添加到隊列中（即使是setTimeout中第二個參數設置爲0，也不會立馬執行）。只有等到主線程的任務執行完，並且任務對列是空的，纔會執行setTimeout指定的代碼任務。
setTimeout()方法，在有些時候並不會按照我們設置的超時時間來執行指定代碼，但是通過調用setTimeout方法，改變了代碼流程，將主線程中的代碼執行完畢，纔會執行指定的代碼。
setInterval()方法，每隔指定的時間就執行一次代碼。需要傳遞兩個參數，第一個參數爲要執行的代碼，第二個參數爲每次執行前需要等待的毫秒數。