JS中的Event Loop（事件循环）机制及Promise、async、await执行顺序

JS是一门单线程非阻塞的脚本语言，也就是说，所有的任务都是串行执行，同一时间只能做一件事。但当我们做一些比如：网络请求、定时器、事件监听等一些比较耗时的任务时，如果也让JS的单线程来做，那不仅仅执行效率低，页面也会出现卡死现象，用户体验会非常差。那如何解决呢，用事件队列。这也是为什么说，它是非阻塞的

虽然JS是单线程的，但JS的宿主环境（浏览器）是多线程的，浏览器会为这些耗时的任务开辟另外的线程，主要包括：Http请求线程、浏览器定时触发器、浏览器事件触发线程，来异步执行

说明：

• Ajax，由浏览器内核的Network模块处理，网络请求返回后，回调函数添加到任务队列中
• setTimeout等，由浏览器内核的Timer模块处理，时间到达时，回调函数添加到任务队列中
• 类似onclick等，由浏览器内核的DOM binding模块处理，事件触发时，回调函数添加到任务队列中

所有的同步任务都会在JS线程上执行，函数的执行是通过进栈和出栈实现的，当我们调用 一个函数时，JS会生成一个与这个函数对应的执行环境（context）,又叫执行上下文，这个执行 环境中存在着这个方法的私有作用域、上层作用域的指向、方法的参数、这个作用域中定义的变量和this对象，当调用的函数内又调用了其他函数时，因为JS是单线程的，同一时间只能执行一个函数，所以这些函数被排队在一个单独的地方，这个地方就是执行栈。

当一个脚本第一次执行的时候，JS引擎会将整段JS代码加入到执行栈，然后从头开始执行，当执行到一个函数，就会向执行栈中添加这个函数的执行环境，然后进入这个执行环境执行其中的代码，执行完毕后，JS会退出这个执行环境并把这个执行环境销毁，回到上一个执行环境，当遇到异步事件时，JS引擎会将这个事件挂起，执行栈继续执行，当这个异步事件返回结果后，会将这个事件加入到与当前执行栈不同的一个队列，我们称之为事件队列，被放入的事件不会立即执行其回调，而是要等到当前执行栈中所有的任务都执行完毕，JS线程处于闲置状态时，主线程才会去查找事件队列是否有任务，如果有，那么JS线程就会从中取出排在第一位的事件，并把这个事件对应的回调放入到执行栈中，然后执行其中的同步代码，如此反复，这样就形成了一个无限的循环，我们称之为事件循环。

任务队列

实际上异步任务之间并不相同，因此他们之间也有优先级之分，所以任务队列被分成两种类型：
microtask queue 微任务队列，macrotask queue 宏任务队列

属于宏任务：

• setTimeout
• setInterval
• Ajax
• DOM事件
• I/O
• script标签中的整体代码

属于微任务：

• new Promise()
• new MutaionObserver()

一次事件循环流程，JS首先从宏任务队列中取出第一个宏任务加入到执行栈开始执行，如果在执行过程中又产生了宏任务，那么这个任务将在下次事件循环中才能执行，如果在执行过程中产生了微任务，那么当执行栈为空时，就会取出微任务队列中的全部任务，放入执行栈执行，如果在执行微任务时又产生了宏任务，则也要在下下次事件循环中才能执行，如果又产生了微任务，那么这个微任务将会在这次事件循环中执行，如此反复，就形成了事件循环

可以简单的理解一次事件循环流程：取出一个宏任务开始->执行栈执行->执行栈为空->微任务队列执行->微任务队列为空->完成

示例说明（测试浏览器为Chrome 版本75）

    console.log("start");

    setTimeout(function () {
      console.log("setTimeout1");
      new Promise(function (resolve) {
        console.log("setTimeout1-Promise-start");
        resolve("setTimeout1-Promise");
      }).then(value => {
        console.log(value);
        console.log("Promise1-then1");
        return value;
      }).then(value => {
        console.log(value);
      })
    }, 0);

    new Promise(function (resolve) {

      console.log("Promise1-start");
      resolve("Promise1-resolve");
      console.log("Promise1-end");

    }).then(value => {
      console.log(value);
      console.log("Promise1-then1");
      return value;
    }).then(value => {
      console.log(value);
      console.log("Promise1-then2");

      Promise.resolve("Promise2")
        .then(value1 => {
          console.log(value1);
          console.log("Promise2-then1");
          return value1;
        }).then(value1 => {
        console.log(value1);
        console.log("Promise2-then2");
      });
    });

    setTimeout(function () {
      console.log("setTimeout2")
      new Promise(function (resolve) {
        console.log("setTimeout2-Promise-start");
        resolve("setTimeout2-Promise");
      }).then(value => {
        console.log(value);
      }).then(value => {
        console.log(value);
      })
    }, 0);
    console.log("end");

打印输出为：

	start
	Promise1-start
	Promise1-end
	end
	
	Promise1-resolve
	Promise1-then1
	Promise1-resolve
	Promise1-then2
	Promise2
	Promise2-then1
	Promise2
	Promise2-then2
	
	setTimeout1
	setTimeout1-Promise-start
	setTimeout1-Promise
	Promise1-then1
	setTimeout1-Promise
	
	setTimeout2
	setTimeout2-Promise-start
	setTimeout2-Promise
	undefined

注意：

• Promise对象当创建完之后会立即执行
• Promise的 then 方法会返回一个Promise对象,因此可以继续链式调用then方法，再次调用then方法中传递过来的参数是上个then方法return的内容，如果上个then没有return则参数为undefined

执行流程：

第一轮事件循环：
1：JS线程读取整段JS代码作为一个macrotask宏任务先被执行，形成相应的堆和执行栈
2：遇到console.log(“start”)，输出start
3：遇到第一个setTimeout，交给浏览器异步模块处理，时间到达时，将回调函数作为macrotask宏任务，添加到macrotask queue宏任务队列
4：遇到Promise对象，立即执行，遇到内部的resolve，将回调函数作为microtask微任务，添加到microtask queue微任务队列
5：遇到第二个setTimeout，交给浏览器异步模块处理，时间到达时，将回调函数作为macrotask宏任务，添加到macrotask queue宏任务队列
6：遇到console.log(“end”)，输出end
7：从macrotask queue宏任务队列中删除执行过的macrotask宏任务
8：执行栈为空，取出microtask queue微任务队列中的全部任务，放入执行栈执行
9：执行微任务队列中Promise的回调函数，在回调函数中又有新的微任务产生了，同时也一并执行
10：执行栈为空，microtask queue微任务队列为空，开始下一轮事件循环

第一轮console打印内容：

	start
	Promise1-start
	Promise1-end
	end
	
	Promise1-resolve
	Promise1-then1
	Promise1-resolve
	Promise1-then2
	Promise2
	Promise2-then1
	Promise2
	Promise2-then2

第二轮事件循环：
1：从宏任务队列中取出排在队头的任务，也就是第一轮中第三步的回调函数，将任务放到执行栈执行，输出setTimeout1，
2：在第一步的回调函数中遇到Promise，立即执行，遇到内部的resolve，将回调函数作为microtask微任务，添加到microtask queue微任务队列
3：第一步的宏任务执行完毕，此时执行栈为空，
4：从macrotask queue宏任务队列中删除执行过的macrotask宏任务
5：取出microtask queue微任务队列中的全部任务，放入执行栈执行
6：执行微任务队列中Promise的回调函数，在回调函数中又有新的微任务产生了，同时也一并执行
7：执行栈为空，microtask queue微任务队列为空，开始下一轮事件循环

第二轮console打印内容：

setTimeout1
setTimeout1-Promise-start
setTimeout1-Promise
Promise1-then1
setTimeout1-Promise

第三轮事件循环：
1：从宏任务队列中取出排在队头的任务，也就是第一轮中第五步的回调函数，将任务放到执行栈执行，输出setTimeout2，
2：在第一步的回调函数中遇到Promise，立即执行，遇到内部的resolve，将回调函数作为microtask微任务，添加到microtask queue微任务队列
3：第一步的宏任务执行完毕，此时执行栈为空，
4：从macrotask queue宏任务队列中删除执行过的macrotask宏任务
5：取出microtask queue微任务队列中的全部任务，放入执行栈执行
6：执行微任务队列中Promise的回调函数，在回调函数中又有新的微任务产生了，同时也一并执行
7：执行栈为空，microtask queue微任务队列为空，开始下一轮事件循环

第三轮console打印内容：

setTimeout2
setTimeout2-Promise-start
setTimeout2-Promise
undefined

总结：

1：JS事件循环总是从一个宏任务开始执行
2：一个事件循环过程中，只执行一个宏任务，但可执行多个微任务
3：执行栈中的任务产生的微任务会在当前事件循环内执行
4：执行栈中的任务产生的宏任务要在下一次事件循环才会执行

Promise说明

Promise出现主要是解决回调地狱的问题，让代码看起来更优雅，更易维护，但Promise一旦状态改变，就不会再变，状态会被凝固

Promise使用

	new Promise(resolve => {
	   console.log("promise-start");
	    resolve("resolve");
	    console.log("promise-end");
	  }).then(value => {
	    console.log(value);
	    return "then";
	  }).then(value => {
	    console.log(value);
	    throw new Error("error");
	  }).catch(result => {
	    console.log(result);
	  })

打印输出：

	promise-start
	promise-end
	resolve
	then
	Error: error

Promise.resolve说明

• 如果传入的是普通对象：将普通对象转化为Promise对象，并调用Promise的resolve方法
• 如果传入的是Promise对象：则直接返回当前对象，并不会调用resolve方法

Promise.resolve使用

传入普通对象

	let p = Promise.resolve("promise");
	console.log(p);
	p.then(value => {
	    console.log(value)
	  }
	);

打印输出：

	Promise {: "promise"}
	promise

传入Promise对象

	let promise = new Promise(function (resolve) {
	  console.log("promise");
	});
	
	let p = Promise.resolve(promise);
	console.log(p);
	console.log(promise===p);
	p.then(value => {
	  //没有调用resolve方法所以不会打印东西
	  console.log(value);
	})

打印输出：

	promise
	Promise {}
	true

async await说明

async：申明一个函数是异步的，返回是一个promise对象，但必须要等到内部所有await后面的表达式都执行完，状态才会发生改变
await：等待的意思，必须出现在async修饰的函数中，等待的可以是promise对象也可以是其他值，但如果是其他值，则会被转成一个立即resolve的Promise对象，await实际上是一个让出线程的标志，首先await后面的函数会先执行一遍，然后就会跳出整个async函数来执行后面JS执行栈的代码，等本轮事件循环 执行完以后再跳回到async函数中等待await。

个人理解

• 如果await返回值为promise则会等到本轮事件循环后，再把promise回调函数放入到微任务队列中并在本轮事件循环中执行
• 如果await返回非promise对象，则会立即转成Promise对象并调用resolve方法，并把回调函数放入到微任务队列中并在本轮事件循环中执行

返回promise对象和非promise对象的区别是：
返回promise对象会把回调函数放到微任务队列的末尾，返回非promise对象，会马上把回调函数放到微任务队列中去。

注意：
await后面可以跟着promise对象，但不必写then方法，可直接拿到返回值

async使用

1：如果在async函数中return一个直接量，async会把这个直接量通过Promise.resolve封装成Promise对象,可通过then方法获取到这个值

	async function testAsync() {
	  return "hello async";
	}
	
	let result = testAsync();
	
	console.log(result);
	
	result.then(value => {
	  console.log(value);
	})

打印结果：

	Promise {: "hello async"}
	hello async

2：如果在async函数中return一个Promise.resolve，async会重新封装一个Promise对象并返回，也可通过then方法拿到Promise.resolve中的值

	let promise =  Promise.resolve("promise");
	 console.log(promise);
	 async function testAsync() {
	   return promise;
	 }
	
	 let result = testAsync();
	 console.log(result);
	 console.log(result === promise);
	 result.then(value => {
	   console.log(value);
	 })

打印结果：

	Promise {: "promise"}
	Promise {}
	false
	promise

3：如果在async函数中return一个new Promise，async也会重新封装一个Promise对象并返回，也可通过then方法拿到new Promise中resolve中的值

    let promise = new Promise(resolve => {
      resolve("promise");
    });
    console.log(promise);

    async function testAsync() {
      return promise;
    }

    let result = testAsync();
    console.log(result);
    console.log(result === promise);
    result.then(value => {
      console.log(value);
    })

打印结果：

	Promise {: "promise"}
	Promise {}
	false
	promise

4：如果在async函数中没有返回值，async也会通过Promise.resolve封装成Promise对象返回，只是通过then方法获取的值为undefined

    async function testAsync() {
      console.log("hello async");
    }

    let result = testAsync();
    console.log(result);
    result.then(value => {
      console.log(value);
    })

打印结果：

	hello async
	Promise {: undefined}
	undefined

async await示例说明

	console.log("script start");
	
	new Promise(function (resolve) {
	  console.log("promise1");
	  resolve();
	}).then(function () {
	  console.log("promise1-then");
	});
	
	setTimeout(function () {
	  console.log("settimeout1");
	}, 0);
	
	async function async1() {
	  console.log("async1 start");
	  let resulet = await async2();
	  console.log(resulet);
	  console.log("async1 end");
	}
	
	async function async2() {
	  console.log('async2');
	  return "async2 return"
	}
	
	setTimeout(function () {
	  console.log("settimeout2");
	}, 0);
	
	async1();
	
	new Promise(function (resolve) {
	  console.log("promise2");
	  resolve();
	}).then(function () {
	  console.log("promise2-then");
	});
	
	console.log('script end');

打印输出：

	script start
	promise1
	async1 start
	async2
	promise2
	script end
	
	promise1-then
	async2 return
	async1 end
	promise2-then
	
	settimeout1
	settimeout2

Promise对象和async修饰的函数都是立即执行函数，所以上述代码放到执行栈中，首先打印出的是

	script start
	promise1
	async1 start
	async2
	promise2
	script end

因为async2由async修饰，所以是一个异步函数，而内部返回了一个直接量，所以会被Promise封装，并立即调用resolve方法，所以此时也会马上放到微任务队列中，紧接着就是Promise2中的resolve也会放到微任务队列，所以打印的顺序是

	promise1-then
	async2 return
	async1 end
	promise2-then

微任务执行完后再打印宏任务中的

    settimeout1
    settimeout2

如果把async2改成通过返回new Promise对象

	async function async2() {
	   console.log('async2');
	   return new Promise(resolve => resolve("async2 return"))
	 }

则结果会是：

	promise1-then
	promise2-then
	async2 return
	async1 end

首先记住这个结论：如果在async中return了通过new的Promise对象，则这个里面的任务会排在微任务队列的末尾

我个人理解：
因为当async2函数内返回promise对象时，会先把promise对象放到微任务队列(只有对象内的resolve没有执行)，等执行promise时，其实就是执行resolve，然后又放到微任务队列，所以返回promise对象的时候，它的任务会排在微任务队列末尾

参考内容-感谢感谢

https://www.cnblogs.com/cangqinglang/p/8967268.html
https://segmentfault.com/a/1190000015112913
https://www.cnblogs.com/hity-tt/p/6733062.html
https://segmentfault.com/a/1190000015057278?utm_medium=referral&utm_source=tuicool