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JavaScript 异步编程指南 - 如何用异步任务解决递归栈溢出?

 

在编程中使用递归,异步异步如果没有控制好代码的编程执行边界或过多层级的递归调用,就会造成栈溢出错误,指南栈溢就像下面展示的何用这段错误堆栈。

RangeError: Maximum call stack size exceeded     at fn (/xxx/test.js:2:3)     at fn (/xxx/test.js:7:10) 

为什么递归会造成堆栈溢出?任务

函数运行会有一个执行栈,每次调用会做入栈操作,解决保存一些局部变量、递归函数参数、异步异步当前程序的编程运行状态等,这些信息都会保存在栈空间里,指南栈溢而栈空间的何用存储是一段连续的内存地址,有大小限制。任务

以下是解决一段递归调用的简单示例。

function fn(i) {    i--;   if (i < 1) {      return;   }   return fn(i); } fn(20000); 

以下通过 gif 动图展示了上述代码的递归执行过程,当在主线程上调用 fn 函数后,异步异步不断的做压栈操作,而栈空间也在不断的增加,直到达到最大的栈空间限制,程序报错 “Maximum call stack size exceeded”。源码下载

javascript-recursion-stack-overflow (1).gif

使用异步解决栈溢出问题解

决递归造成的栈溢出问题,一种方法是可以使用 JavaScript 中的异步任务,也是借助了事件循环机制。宏任务有 setTimeout、Node.js 环境下的 setImmediate,微任务有 Promise、queueMicrotask。

修改代码,在 setTimeout 函数里递归调用。

function fn(i) {    i--;   if (i < 1) {      return;   }   setTimeout(function() {      fn(i);   }, 0); } fn(20000); 

运行效果如下所示:

javascript-async-recursion.gif

当首次调用 fn(2000) 时,创建一个调用栈,函数内部调用 setTimeout 函数后会立即返回,当前的调用栈就结束了,传入的回调 **function() { fn(i) }** 还没有执行,主线程不会在这里等待,也不会形成层层嵌套的调用链。

定时器函数由宿主环境实现,当将来的某个时间点计时器时间到达后,宿主环境会将 timer 函数封装为一个事件放入 “任务队列” 中,事件循环检测到任务队列有可执行的任务,就拿出来执行,网站模板之后再次调用 fn(i) 创建新的调用栈,反复循环。

还可以通过微任务实现,微任务有个缺点是当调度大量的微任务时虽然不会导致调用栈溢出,但也会导致和同步任务相同的性能缺陷,后面的任务得不到执行,浏览器的渲染工作也会被阻止,直到所有的微任务执行完毕。

总结

这个问题通过结合异步任务来解决递归造成的栈溢出问题,也可以做为事件循环的一个例子来学习,更好的掌握同步任务、异步之间的调度关系。

在程序中使用递归还是要谨慎的,若控制不好边界,很容易造成 “栈溢出”。除了改为异步任务调用外,还可将递归改为循环迭代、尾递归优化等。站群服务器

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