JavaScript之Event Loop

JavaScript基于单线程执行模型，在同一时间只能执行一个任务。那么，为什么JavaScript是单线程？

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？

那么JavaScript是如何通过单线程的机制来实现整个运行机制的呢？

这是整个Event Loop的结构图，在JS部分，heap（堆）处理内存分配，而所有同步任务都在主线程上执行，形成一个stack（执行栈），stack里面存放着当前函数执行的调用链。

function foo() {
  console.log(1);

  window.setTimeout(() => { console.log(2); }, 0); console.log(3); } foo();

输出结果自然是1,3,2。再看下一个栗子。

console.log(1);

window.setTimeout(function() {
  console.log(2);
}, 0);

new Promise((resolve) => { window.setTimeout(function() { console.log(3); }, 0); console.log(4); resolve(); }) .then(() => { window.setTimeout(function() { console.log(5); }, 0); console.log(6); }); console.log(7);

要解释这个问题，需要引入另外一个概念：macrotask & microtask：

Macrotasks（宏任务）包含生成dom对象、解析HTML、执行主线程js代码、更改当前URL还有其他的一些事件如页面加载、输入、网络事件和定时器事件。从浏览器的角度来看，macrotask代表一些离散的独立的工作。当执行完一个task后，浏览器可以继续其他的工作如页面重渲染和垃圾回收。

Microtasks（微任务）则是完成一些更新应用程序状态的较小任务，如处理promise的回调和DOM的修改，这些任务在浏览器重渲染前执行。Microtask应该以异步的方式尽快执行，其开销比执行一个新的macrotask要小。Microtasks使得我们可以在UI重渲染之前执行某些任务，从而避免了不必要的UI渲染，这些渲染可能导致显示的应用程序状态不一致。

如下图所示，在一次event loop中，主线程在任务队列中先检查macrotask队列，有的话执行且只执行一个，接着检查microtask队列，有的话执行所有的microtasks，然后再检查是否需要更新渲染。值得注意的是，这一次event loop的执行需要在16ms（1秒钟均匀60帧的画面才能让人感觉流畅）内完成，否则会导致页面卡帧甚至假死。

所以回到上个栗子中，正确的顺序是1,4,7,6,2,3,5。

细心的盆友可能已经发现了，图中不是说会先执行一个macrotask任务，然后再清空microtask队列嘛？为何实际运行时所有的microtasks都在macrotask前面运行了？
这是因为整个代码块（main）开始执行时，所有这些代码在macrotask queue中，主线程将其取出来执行。所以其实是代码块（main）生成的microtasks先执行。

是的，没错，task生成的task也算在当次事件循环中，所以如果你像下面这样，microtask生成了microtask的话：

function foo() {
  console.log("Let's get started");
  bar();
  setTimeout(function() {
    console.log("Where is timeout callback?");
  }, 0);
  console.log("foo done");
}

function bar() {
  return Promise.resolve().then(function() {
    console.log("Promise then");
    return bar();
  });
}

foo();

那么恭喜你离成为一名优秀的高级bug工程师又近了一步。