Как в языках программирования реализуется асинхронное поведение?

Question

[Паша Андреев]

Как в языках программирования реализуется асинхронное поведение? Через многопоточность или через API ОС или...

В частности интересно, как реализована асинхронность в javascript. Она достигается с помощью использования функций setTimeout, setInterval и объекта XMLHTTPRequest? Если так, то как же реализованы эти функции?

Answer 1

[Павел Килин]

Есть множество способов реализации: потоки ОС, сопрограммы (корутины), событийный подход.
Конекретно JavaScript -- однопоточный, и в нём используется последний способ. При вызове setInterval/setTimeout внутри js движка создаётся объект, связывающий таймер и коллбэк (обработчик события). Каждый тик движок проверяет не истёк ли таймер и если истёк, то добавляет коллбэк в очередь вызовов. XMLHTTPRequest работает аналогично, только вместо истечения интервала "ожидает" ответ от сервера.
Полезные ссылки:

• setTimeout и setInterval
• Различия асинхронной и многопоточной архитектуры н...
• How JavaScript Timers Work

Comments

[crackhd]

А по-моему второй и третий - одно и тоже =)

Answer 2

[warranty_voider]

В JS данное поведение реализовано через Event Loop. Это механизм, который позволяет связывать события (истечение таймера, ответ на запрос, явно вызванное событие) и функцию-обработчик, которая вызывается после того, как это событие наступило. Жирным выделенное означает, что функция вызовется не в сразу же после наступления события, но в произвольный момент времени после. Т.е. она не будет вызвана раньше, чем случится событие, но когда именно она будет вызвана после его наступления – зависит от того, когда Event Loop снова получит управление, т.е. отсутствует понятие прерывания – обработчик не будет вызван, пока выполняется какая-либо другая функция. Соответственно, как только в Event Loop'e больше нет выполняющихся либо ожидающих функций, программа завершается.

setTimeout(function() { console.log('Timeout 1000'); }, 1000 );
setTimeout(function() { console.log('Timeout 2000'); }, 2000);

console.log('Now!');

Выведет

Now!
Timeout 1000
Timeout 2000

И завершится, хотя программа достигла конца после вывода "Now!"

Answer 3

[aplic]

В языках многопоточность, объекты синхронизации, используются либо типовой библиотеки либо возможности самого языка. Многое из этого опосредовано транслируется в API ОС, но напрямую мы API не используем. Потому что это очень важный момент и для надежности и для производительности и прорабатывается еще на этапе создания самого языка. И потому что это синтаксически проще.

JavaScript изначально однопоточен. Но сейчас браузеры позволяют запускать фоновые потоки, фактически это отдельный процесс со своим объектом окна. И взаимодействовать между основным и фоновыми процессами с помощью сообщений. Таким образом можно запускать тяжелые алгоритмы в фоне. Но для целей скриптования странички это конечно же нельзя использовать.