JavaScript 运行机制--Event Loop（浏览器与node环境的不同）
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前言
JavaScript语言的一大特点就是单线程，也就是说，同一个时间只能做一件事。单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。如果排队是因为计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备（输入输出设备）很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。
于是，所有任务可以分成两种，一种是同步任务（synchronous），另一种是异步任务（asynchronous）。
- 同步任务：在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；
- 异步任务：不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行
具体来说，异步执行的运行机制如下。（同步执行也是如此，因为它可以被视为没有异步任务的异步执行。）
（1）所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（
execution context stack）。（2）主线程之外，还存在一个
"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。（3）一旦
"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。（4）主线程不断重复上面的第三步。
主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。但是浏览器的Event loop和Node的Event loop是两个概念。
在JavaScript中，“任务队列”任务队列被分为MacroTask（宏任务）和MicroTask（微任务）两种。它们分别包含以下内容：
-
MacroTask: script(整体代码), setTimeout, setInterval, setImmediate（node独有）, I/O, UI rendering
-
MicroTask: process.nextTick（node独有）, Promises, Object.observe(废弃), MutationObserver
浏览器中
在浏览器中"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，去“任务队列”找要执行的任务，首先找MicroTask（微任务）队列中是否有要执行的任务，有则全部执行，然后再找MacroTask（宏任务）队列中是否有要执行的任务，如果有则执行MacroTask（宏任务）队列的第一个，再去执行MicroTask（微任务）队列中的所有微任务。
同步代码—>MicroTask—>MacroTask
每执行完一个Macrotask都会检查Microtask队列是否为空（执行完一个Macrotask的具体标志是函数执行栈为空），如果不为空则会一次性执行完所有Microtask。然后再进入下一个循环去MacroTask（宏任务）队列中取下一个MacroTask（宏任务）执行，以此类推。
- 代码 1.1
console.log('开始')
setTimeout(() => {
console.log('timer1')
Promise.resolve().then(function () {
console.log('promise2')
})
}, 0)
setTimeout(() => {
console.log('timer2')
}, 0)
Promise.resolve().then(function () {
console.log('promise1')
})
/*
开始
promise1
timer1
promise2
timer2
*/
解析：
1、首先主线程的执行栈开始工作，从上到下执行，输出“1、开始”，遇到第一个setTimeout，将其推到“任务队列”的“宏任务”队列中。遇到第二个setTimeout，也将其推到“任务队列”的“宏任务”队列中排在第二位。遇到Promise，将其推到“任务队列”的“微任务”队列中。至此主线程执行完毕，去“任务队列”找任务。
2、“任务队列”中“微任务”队列中有任务，先执行，输出“2、promise1”。微任务”队列中所有任务执行完，再去找“宏任务”队列。
3、执行“宏任务”队列的第一个任务（第一个setTimeout），输出“3、timer1”，将Promise推到“微任务”队列。执行完一个“宏任务”，执行所有“微任务”，输出“4、promise2”。
4、执行完所有“微任务后”，再去检查“宏任务”，执行第二个setTimeout，输出“5、timer2”。全部任务结束。
Node环境中
nodejs的event loop分为6个阶段，它们会按照顺序反复运行，分别如下：
timers：执行setTimeout() 和 setInterval()中到期的callback。I/O callbacks：上一轮循环中有少数的I/Ocallback会被延迟到这一轮的这一阶段执行idle, prepare：队列的移动，仅内部使用poll：最为重要的阶段，执行I/O callback，在适当的条件下会阻塞在这个阶段check：执行setImmediate的callbackclose callbacks：执行close事件的callback，例如socket.on(“close”,func)
不同于浏览器的是，在每个阶段完成所有阶段任务后（而不是MacroTask任务完成后，每个阶段可能会有好多任务，可以把6个阶段看做宏任务（MacroTask）的排序）microTask队列中的所有任务就会被执行。这就导致了同样的代码在不同的上下文环境下会出现不同的结果。
如上面代码1.1，在node环境下运行结果为。
/*
开始
promise1
timer1
timer2
promise2
*/
解析：
1、首先主线程的执行栈开始工作，从上到下执行，输出“1、开始”，遇到第一个setTimeout，将其推到“任务队列”的“timer阶段”队列中。遇到第二个setTimeout，也将其推到“任务队列”的“timer阶段”队列中排在第二位。遇到Promise，将其推到“任务队列”的“微任务”队列中。至此主线程执行完毕，去“任务队列”找任务。
2、“任务队列”中“微任务”队列中有任务，先执行，输出“2、promise1”。微任务”队列中所有任务执行完，再去找“timer阶段”队列。
3、执行“timer阶段”队列的第一个任务（第一个setTimeout），输出“3、timer1”，将Promise推到“微任务”队列。执行“timer阶段”队列的第二个任务（即第二个setTimeout），输出“4、timer2”。至此“timer阶段”的所有任务执行完毕。
4、执行“微任务”队列的任务，输出“5、promise2”全部任务结束。
- 代码1.2
console.log('开始');
setTimeout(() => {
console.log('setTimeout');
process.nextTick(()=>{
console.log('我是setTimeout内部的process.nextTick');
})
setImmediate(()=>{
console.log('内部setImmediate');
})
}, 0);
process.nextTick(()=>{
console.log('我是外部的process.nextTick');
})
setImmediate(()=>{
console.log('setImmediate');
process.nextTick(()=>{
console.log('我是setImmediate内部的process.nextTick');
})
})
/*
开始
我是外部的process.nextTick
setTimeout
我是setTimeout内部的process.nextTick
setImmediate
内部setImmediate
我是setImmediate内部的process.nextTick
*/
解析：
（1） 先执行同步 输出“1、开始”，将setTimeout推到timer阶段的队列中，将process.nextTick推到micro-task(微任务)，将setImmediate推到check 阶段的队列中**。**
（2） 同步执行完毕，执行micro-task，执行process.nextTick，输出“**2、**我是外部的process.nextTick”，此时微服务队列中没有任务了。
（3）按6个阶段顺序执行，执行timer阶段队列中的任务，此时队列中只有setTimeout一个任务执行，输出“3、setTimeout”，将其内部的process.nextTick推送到micro-task(微任务)队列中，将其内部的setImmediate推送到check阶段的队列中（注意：此时check队列中有两个任务，一个是外部的setImmediate，一个是内部的setImmediate）。setTimeout（timer阶段）执行完毕，执行micro-task(微任务)队列，输出“4、我是setTimeout内部的process.nextTick”。micro-task(微任务)队列执行完毕。
（4）进入下一个阶段，由于没有i/o读写等操作，直接到check阶段，执行check阶段队列中的任务，执行外部的setImmediate，输出“5、setImmediate”，并将其内部的process.nextTick推送到micro-task(微任务)队列中，执行check阶段队列中的第二个任务setImmediate（内部的setImmediate），输出“6、内部的setImmediate”。check阶段队列中没有任务了，执行micro-task(微任务)队列中的任务，输出“7、我是setImmediate内部的process.nextTick”
总结
- 同一个上下文下，MicroTask会比MacroTask先运行
- 然后浏览器按照一个MacroTask任务，所有MicroTask的顺序运行，Node按照六个阶段的顺序运行，并在每个阶段后面都会运行MicroTask队列
- 同个MicroTask队列下
process.tick()会优于Promise
写在最后
以上仅是我个人在学习过程中总结的自己的认识，难免会有错误，有任何问题还望不吝指出。
参考资料：
- 《JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop》-----阮一峰
- 《一篇文章教会你Event loop——浏览器和Node》
- 《这一次，彻底弄懂 JavaScript 执行机制》