js执行机制-EventLoop

一.关于javascript

javascript是一门单线程语言，所以我们可以叫它主线程。

js代码都是在主线程上执行的，只不过我们又要区分是同步执行还是异步执行，当代码是异步的话，那么它对应的就应该有个回调函数。不同的任务对应着不同的回调函数。

什么时候执行这些回调函数呢，首先看这些回调函数什么时候放在事件队列里，js引擎回去事件队列里面轮询这些回调函数，然后拿到主线程执行

所以一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的，

一切javascript多线程都是纸老虎！

二. javascript事件循环

既然js是单线程，那就像只有一个窗口的银行，客户需要排队一个一个办理业务，同理js任务也要一个一个顺序执行。如果一个任务耗时过长，那么后一个任务也必须等着。那么问题来了，假如我们想浏览新闻，但是新闻包含的超清图片加载很慢，难道我们的网页要一直卡着直到图片完全显示出来？因此聪明的程序员将任务分为两类：

• 同步任务

• 异步任务

当我们打开网站时，网页的渲染过程就是一大堆同步任务，比如页面骨架和页面元素的渲染。而像加载图片音乐之类占用资源大耗时久的任务，就是异步任务。关于这部分有严格的文字定义，但本文的目的是用最小的学习成本彻底弄懂执行机制，所以我们用导图来说明：

image.png

​ 导图要表达的内容用文字来表述的话：

• 同步和异步任务分别进入不同的执行"场所"，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。
• 当指定的事情完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue。
• 主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
• 上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)。

说了这么多文字，不如直接一段代码更直白：

let data = [];
$.ajax({
   url:www.javascript.com,
   data:data,
   success:() => {
       console.log('发送成功!');
   }
})
console.log('代码执行结束');

上面是一段简易的ajax请求代码：

• ajax进入Event Table，注册回调函数success
• 执行console.log('代码执行结束')
• ajax事件完成，回调函数success进入Event Queue。
• 主线程从Event Queue读取回调函数success并执行。

三. setTimeout

setTimeout(() => {
   task()
},3000)

sleep(10000000)

大名鼎鼎的setTimeout无需再多言，大家对他的第一印象就是异步可以延时执行，我们经常这么实现延时3秒执行;

渐渐的setTimeout用的地方多了，问题也出现了，有时候明明写的延时3秒，实际却5，6秒才执行函数，这又咋回事啊？

这时候我们需要重新理解setTimeout的定义。我们先说上述代码是怎么执行的：

• task()进入Event Table并注册,计时开始。

• 执行sleep函数，很慢，非常慢，计时仍在继续。

• 3秒到了，计时事件timeout完成，task()进入Event Queue，但是sleep也太慢了吧，

还没执行完，只好等着

• sleep终于执行完了，task()终于从Event Queue进入了主线程执行。

上述的流程走完，我们知道setTimeout这个函数，是经过指定时间后，把要执行的任务(本例中为task())加入到Event Queue中，又因为是单线程任务要一个一个执行，如果前面的任务需要的时间太久，那么只能等着，导致真正的延迟时间远远大于3秒。

四.宏任务和微任务

同步与异步、宏任务和微任务分别是函数两个不同维度的描述。

异步任务：setTimeout和setInterval、ajax、事件绑定等

同步任务：除了异步任务外的所有任务

微任务：process.nextTick和 Promise后的theny语句和catch语句等

宏任务：除了微任务以外的所有任务

除了广义的同步任务和异步任务，我们对任务有更精细的定义：

• macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout，setInterval requiresAnimationFrame setImmediate

1.宏任务所处的队列就是宏任务队列

2.第一个宏任务队列只有一个任务：执行主线程的js代码

3.宏任务队列可以有多个

4.当宏任务队列中的任务全部执行完以后会检查是否有微任务队列，如果有先执行微任务队列中的所有任 务，如果没有就查看是否有宏任务队列

• micro-task(微任务)：new Promise().then(回调)，process.nextTick

1.微任务所处的队列就是微任务队列

2.只有一个微任务队列

3.在上一个宏任务队列执行完毕之后如果有微任务队列就会执行微任务队列中的所有任务

不同类型的任务会进入对应的Event Queue，比如setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。

事件循环的顺序，决定js代码的执行顺序。

• 进入整体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行所有的微任务。

• 然后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行所有的微任务。

听起来有点绕，我们用文章最开始的一段代码说明：

setTimeout(function() {
   console.log('setTimeout');
})

new Promise(function(resolve) {
   console.log('promise');
}).then(function() {
   console.log('then');
})

console.log('console');

• 这段代码作为宏任务，进入主线程。

• 先遇到setTimeout，那么将其回调函数注册后分发到宏任务Event Queue。

• 接下来遇到了Promise，new Promise立即执行，then函数分发到微任务Event Queue。

• 遇到console.log()，立即执行。

• 好啦，整体代码script作为第一个宏任务执行结束，看看有哪些微任务？我们发现了then在微任务Event Queue里面，执行。ok，第一轮事件循环结束了

• 我们开始第二轮循环，当然要从宏任务Event Queue开始。我们发现了宏任务Event Queue中setTimeout对应的回调函数，立即执行。

• 结束，这一轮一轮的就是事件循环Eventloop。

事件循环，宏任务，微任务的关系如图所示：

image.png

五.总结

• js的异步

  我们从最开头就说javascript是一门单线程语言，不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步，其实都是用同步的方法去模拟的，牢牢把握住单线程这点非常重要。

• 事件循环Event Loop

  事件循环是js实现异步的一种方法，也是js的执行机制。

• 最后的最后

  • javascript是一门单线程语言
  • Event Loop是javascript的执行机制

六.检验

我们来分析一段较复杂的代码，看看你是否真的掌握了js的执行机制：

console.log('1');

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})
process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})

第一轮事件循环流程分析如下：

• 整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。

• 遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。

• 遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。

• 遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。

• 又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为setTimeout2。

  宏任务Event Queue	微任务Event Queue
  setTimeout1	process1
  setTimeout2	then1

• 上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。

• 我们发现了process1和then1两个微任务。

• 执行process1,输出6。

• 执行then1，输出8。

  好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始：

• 首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise立即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。

  宏任务Event Queue	微任务Event Queue
  setTimeout2	process2
  	then2

• 第二轮事件循环宏任务结束，我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。

• 输出3。

• 输出5。

• 第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。

• 第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。

• 直接输出9。

• 将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。

• 直接执行new Promise，输出11。

  将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。

  宏任务Event Queue	微任务Event Queue
  	process3
  	then3

• 第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。

• 输出10。

• 输出12。

• 第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12

  整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。
  (请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同，输出顺序可能会有误差)

更详细的：https://juejin.im/post/59e85eebf265da430d571f89#heading-6