在编程的世界里，"并发"、"异步"、"线程"、"并行编程"等术语层出不穷，它们既相互关联又各有区别。即使是经验丰富的开发者，也可能在选择合适的术语时出现混淆。本文旨在深入探讨这些术语之间的差异，特别是聚焦于JavaScript的异步编程模型。
在异步编程之前，首先需要理解什么是同步代码。如果曾经使用过任何流行的编程语言（如C、Java、C#、Python）编写过"Hello World"程序，那么就已经接触过同步代码了。同步代码的特点是按照编写的顺序逐行执行。
console.log('\nFirst Line\n');
console.log('\nSecond Line\n');
console.log('\nThird Line\n');
输出结果将是：
First Line
Second Line
Third Line
这就是同步代码的执行方式。
但是，在深入异步代码之前，让先详细了解一下JavaScript运行时是如何工作的。JavaScript运行时引擎（例如V8，Google的开源JavaScript引擎，用于Chrome和Chromium项目）中的一个重要组件是调用栈（Call Stack）。调用栈是一种栈数据结构，V8用它来存储当前正在执行的函数信息，以跟踪代码的执行流程。
function sayHello(name) {
console.log('\nHello, ' + name + '\n');
}
function greeting(name) {
return sayHello(name);
}
greeting('Adam');
在JavaScript运行时，首先会推送一个栈帧（称之为main），代表脚本本身或当前代码块。声明sayHello函数时，实际上并没有执行任何操作。声明greeting函数。运行第9行时，JavaScript运行时将greeting的地址推送到栈顶以供执行。在greeting内部，调用了sayHello函数，这意味着JavaScript必须将sayHello的地址也推送到调用栈中。再次，在sayHello函数内部，JavaScript运行时发现了console.log函数的调用，所以它也将这个函数推送到调用栈中以供执行。
在console.log函数返回后，JavaScript运行时从调用栈中弹出console.log的栈帧，并返回到调用栈中的上一个地址，即sayHello。JavaScript运行时完成执行sayHello函数后，从调用栈中弹出其栈帧。然后弹出greeting的栈帧。最后，弹出main的栈帧。
现在，让来谈谈异步代码以及为什么需要它。使用前面示例中的简单代码，不会发现执行这段代码有任何问题，程序将顺利运行并完成其任务。但是，如果有一些慢速/阻塞代码行呢？访问文件或数据库或从网络读取被认为是非常慢的操作，而且由于JavaScript在浏览器中运行的特性，慢速操作（例如http请求）可能会冻结网页，因此它被认为是阻塞代码。
异步部分就在这里发挥作用。因为JavaScript在浏览器中运行，它不能执行任何阻塞代码，它不应该等待阻塞代码执行完毕并冻结网页，否则用户在尝试浏览即使是简单的网页时也会获得糟糕的体验。所以，JavaScript的设计是非阻塞的，这意味着它不会冻结执行并等待阻塞代码行，而是使用事件和异步回调技术。
在这种方法中，异步回调提供了避免阻塞代码的解决方案。回调是一个注册为事件发生时执行的函数，JavaScript不会等待阻塞代码完成，而是继续执行下一行代码，并在事件发生时返回回调。
一个假的回调可能看起来像这样：
httpRequest('http://www.google.com/', function myCallBack() {
console.log('\nHey!!\n');
});
这意味着在完成httpRequest（阻塞代码）后，myCallBack函数将被执行（回调）。
简单吗？好的！但是，现在可以看到JavaScript可以同时做不止一件事，它可以执行主线程代码，同时也处理事件。这不是某种并发吗？不是说JavaScript是单线程的，一次只能做一件事吗？
在回答这个问题之前，再次深入JavaScript环境。让向介绍一些新朋友……请欢迎Event-Loop、消息队列和WebAPI。
如果想象JavaScript运行时环境，它可能是这样的： - WebAPI：它是浏览器负责外部API、DOM API和大多数阻塞IO代码（如访问文件、网络请求甚至计时器（setTimeout））的部分。它的工作是在浏览器触发特定事件时，获取注册的事件回调。 - 消息队列：它是一个简单的队列（FIFO），WebAPI的回调从这里来，并按顺序存储。 - Event Loop：它的工作是监视调用栈，如果为空，则将消息队列中的下一个任务推送到调用栈中以供执行。
也许这对是新的，阻塞操作如访问文件或网络并不是JavaScript运行时（V8）本身的一部分，甚至setTimeout，它来自托管环境，即Web浏览器（或NodeJS）。浏览器不仅仅是JavaScript运行时引擎。
对于这样的代码：
console.log('\nfirst\n');
setTimeout(function foo() {
console.log('\nsecond\n');
}, 1000);
console.log('\nthird\n');
输出将是：
first
third
second
这是因为注册了函数foo在1000ms后运行。所以运行时运行第一行，然后是第三行，然后在1000ms后它又回来执行setTimeout回调，这里是在调用栈和消息队列中发生的事情。
在setTimeout的情况下，WebAPI设置了一个1000ms的定时器，并等待这段时间被触发。一旦被触发，WebAPI将定时器回调函数foo入队到消息队列中以准备执行。消息队列是事件回调存储的地方，并按顺序准备执行。Event Loop部分就在这里发挥作用。
Event Loop不断监视调用栈，当调用栈为空时，Event Loop将消息队列顶部的任务推送到调用栈中以供执行。
可以通过以下方式模拟这个过程： - 初始栈帧开始执行代码。 - JavaScript运行时将console.log('first')推送到调用栈中以供执行，在输出中得到了"first"。 - 调用setTimeout设置一个回调函数foo和间隔3000ms的定时器。 - WebAPI创建这个定时器并等待3000ms。 - JavaScript继续运行代码并弹出setTimeout的栈帧。 - JavaScript移动到下一行并将console.log("third")推送到调用栈中，在输出中得到了"third"。 - JavaScript弹出顶部栈帧。 - JavaScript弹出主栈帧。 - 3000ms后，定时器事件被触发。 - WebAPI将定时器回调foo入队到消息队列中准备执行。 - Event Loop检查调用栈，如果为空，它将foo函数推送到调用栈中。 - 执行foo函数的主体，console.log('second')。 - 从调用栈中弹出console.log('second')。 - 弹出foo栈帧。
这就是JavaScript如何以单线程非阻塞设计处理并发的方式。