Js事件循环（Event Loop）机制

前言

Event Loop是计算机系统的一种运行机制，是个很重要的概念。而Javascript用这种机制来解决单线程运行带来的问题。理解很熟悉将会有利于我们更容易理解Vue的异步事件。

JavaScript是单线程的

1、什么是单线程？

单线程在程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行。简单来说，即同一时间只能做一件事件。

2、Js为什么是单线程？

Js是一种运行在网页的简单的脚本语言，由于设计的初衷是作为浏览器脚本语言，用于与用户互动，以及操作DOM。这决定它是单线程的。

3、单线程带来的问题？

单线程就意味着，所有任务都需要排队，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，后一个任务就需要一直等着。这就会导致IO操作（耗时但cpu闲置）时造成性能浪费的问题。

4、如何解决单线程的性能问题？

采用异步可以解决。主线程完全可以不管IO操作，暂时挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO操作返回了结果，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，另一种是异步任务。

执行栈

当Javascript代码执行的时候会将不同的变量存于内存中的不同位置：堆（heap）和栈（stack）中来加以区分。其中，堆里存放着一些对象。而栈中则存放着一些基础类型变量以及对象的指针。但是我们这里说的执行栈和上面这个栈的意义却有些不同。

js 在执行可执行的脚本时，会经过以下步骤：

首先会创建一个全局可执行上下文globalContext，每当执行到一个函数调用时都会创建一个可执行上下文（execution context）EC。
可执行程序可能会存在很多函数调用，那么就会创建很多EC，所以 JavaScript 引擎创建了执行上下文栈（Execution context stack，ECS）来管理执行上下文。
当函数调用完成，Js会退出这个执行环境并把这个执行环境销毁，回到上一个方法的执行环境。这个过程反复进行，直到执行栈中的代码全部执行完毕。

image

实例

function fun3() {
    console.log('fun3')
}
function fun2() {
    fun3();
}
function fun1() {
    fun2();
}
fun1();

当执行一个函数的时候，就会创建一个执行上下文，并且压入执行上下文栈，当函数执行完毕的时候，就会将函数的执行上下文从栈中弹出。知道了这样的工作原理，让我们来看看如何处理上面这段代码：

1.执行全局代码，创建全局执行上下文，全局上下文被压入执行上下文栈

ECStack = [
    globalContext
];

全局上下文初始化

   globalContext = {
        VO: [global],
        Scope: [globalContext.VO],
        this: globalContext.VO
    }

初始化的同时，fun1函数被创建，保存作用域链到函数的内部属性[[scope]]

 fun1.[[scope]] = [
      globalContext.VO
    ];

执行 fun1 函数，创建fun1函数执行上下文，fun1函数执行上下文被压入执行上下文栈

 ECStack = [
        fun1,
        globalContext
    ];

fun1函数执行上下文初始化：

1.复制函数 [[scope]] 属性创建作用域链。

2.用 arguments 创建活动对象。

3.初始化活动对象，即加入形参、函数声明、变量声明。

4.将活动对象压入fun1 作用域链顶端。
同时 f 函数被创建，保存作用域链到 f 函数的内部属性[[scope]]

  checkscopeContext = {
        AO: {
            arguments: {
                length: 0
            },
            scope: undefined,
            f: reference to function f(){}
        },
        Scope: [AO, globalContext.VO],
        this: undefined
    }

执行 fun2() 函数，重复步骤2。
最终形成这样的执行栈：

   ECStack = [
        fun3
        fun2,
        fun1,
        globalContext
    ];

fun3执行完毕，从执行栈中弹出...一直到fun1

事件循环（Event Loop）

JavaScript内存模型

在了解事件循环之前，先要弄明白Js的内存模型，这有助于更好的理解事件循环。

调用栈（Call Stack）：用于主线程任务的执行。
堆（Heap）：用于存放非结构数据，如程序分配的变量和对象。
任务队列（Queue）: 用于存放异步任务。

Js异步执行的运行机制

所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。
主线程之外，还存在一个任务队列。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。
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。
主线程不断重复上面的第三步。

任务

异步任务存放在任务队列里，异步任务分为宏任务（macrotask）与微任务（microtask），不同的API注册的任务会依次进入自身对应的队列中，然后等待Event Loop将它们依次压入执行栈中执行。

宏任务主要包含：

script(整体代码)
setTimeout
setInterval
I/O、UI交互事件
setImmediate(Node.js 环境)

微任务主要包含：

Promise
MutaionObserver
process.nextTick(Node.js 环境)

我们的JavaScript的执行过程是单线程的，所有的任务可以看做存放在两个队列中——执行队列和事件队列。

执行队列里面是所有同步代码的任务，事件队列里面是所有异步代码的宏任务，而我们的微任务，是处在两个队列之间。

当JavaScript执行时，优先执行完所有同步代码，遇到对应的异步代码，就会根据其任务类型存到对应队列（宏任务放入事件队列，微任务放入执行队列之后，事件队列之前）；当执行完同步代码之后，就会执行位于执行队列和事件队列之间的微任务，然后再执行事件队列中的宏任务。

实例

new Promise(resolve => {
    resolve(1);
    
    Promise.resolve().then(() => {
        // t2
        console.log(2)
    });
    console.log(4)
}).then(t => {
    // t1
    console.log(t)
});
console.log(3);

这段代码的流程大致如下：

script 任务先运行。首先遇到Promise实例，构造函数首先执行，所以首先输出了 4。此时microtask 的任务有 t2 和 t1
script 任务继续运行，输出 3。至此，第一个宏任务执行完成。
执行所有的微任务，先后取出 t2 和 t1，分别输出 2 和 1
代码执行完毕

综上，上述代码的输出是：4321

事件循环

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）。