js事件循环(原理解析)

一.执行栈、事件队列和事件循环原理

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。

我们知道,当我们调用一个方法的时候,js会生成一个与这个方法对应的执行环境(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以及这个作用域的this对象。 而当一系列方法被依次调用的时候,因为js是单线程的,同一时间只能执行一个方法,于是这些方法被排队在一个单独的地方。这个地方被称为执行栈

当一个脚本第一次执行的时候,js引擎会解析这段代码,并将其中的同步代码按照执行顺序加入执行栈中,然后从头开始执行。如果当前执行的是一个方法,那么js会向执行栈中添加这个方法的执行环境,然后进入这个执行环境继续执行其中的代码。当这个执行环境中的代码 执行完毕并返回结果后,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。
一个方法执行会向执行栈中加入这个方法的执行环境,在这个执行环境中还可以调用其他方法,甚至是自己,其结果不过是在执行栈中再添加一个执行环境。这个过程可以是无限进行下去的,除非发生了栈溢出,即超过了所能使用内存的最大值。

以上的过程说的都是同步代码的执行。那么当一个异步代码(如发送ajax请求数据)执行后会如何呢?前文提过,js的另一大特点是非阻塞,实现这一点的关键在于下面要说的这项机制——事件队列(Task Queue)。

js引擎遇到一个异步事件后并不会一直等待其返回结果,而是会将这个事件挂起,继续执行执行栈中的其他任务
当这个异步事件返回结果后,js会将这个事件加入与当前执行栈不同的另一个队列,我们称之为事件队列(任务队列)。
被放入事件队列不会立刻执行其回调,而是等待当前执行栈中的所有任务都执行完毕, 主线程处于闲置状态时,主线程会去查找事件队列是否有任务。
如果有,那么主线程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。这就是这个过程被称为“事件循环(Event Loop)”的原因。

js事件循环(原理解析)_第1张图片

执行栈则是一个类似于函数调用栈的运行容器。当执行栈为空时,JS 引擎便检查事件队列,如果不为空的话,事件队列便将第一个任务压入执行栈中运行。
这种不停的检查事件队列的操作,成为事件循环。

事件循环原理应用:

通过事件循环机制,我们则不需要等待 ajax 响应之后再进行工作。我们则是设置一个回调函数,将 ajax 请求挂起,然后继续执行后面的代码,至于请求何时响应,对我们的程序不会有影响,甚至它可能永远也不响应,也不会使浏览器阻塞。而当响应成功了以后,浏览器的事件表则会将回调函数添加至事件队列中等待执行。事件监听器的回调函数也是一个任务,当我们注册了一个事件监听器时,浏览器事件表会进行登记,当我们触发事件时,事件表便将回调函数添加至事件队列当中。
事件循环器会不停的检查事件队列,如果不为空,则取出队首压入执行栈执行。
setTimeout、setInterval(定时器)、ajax、eventListener(事件监听) 等等。

那么下面有个问题,同为异步事件,先执行哪一个呢?


setTimeout(function () {
    console.log(1);
});

new Promise(function(resolve,reject){
    console.log(2)
    resolve(3)
}).then(function(val){
    console.log(val);
})

//结果为:
//2
//3
//1

实际上因为异步任务之间并不相同,因此他们的执行优先级也有区别。不同的异步任务被分为两类:微任务(micro task)和宏任务(macro task)。

以下事件属于宏任务
setInterval()
setTimeout()

以下事件属于微任务
new Promise()
new MutaionObserver()

前面我们介绍过,在一个事件循环中,异步事件返回结果后会被放到一个任务队列中。然而,根据这个异步事件的类型,这个事件实际上会被对应的宏任务队列或者微任务队列中去。并且在当前执行栈为空的时候,主线程会 查看微任务队列是否有事件存在。如果不存在,那么再去宏任务队列中取出一个事件并把对应的回到加入当前执行栈;如果存在,则会依次执行队列中事件对应的回调,直到微任务队列为空,然后去宏任务队列中取出最前面的一个事件,把对应的回调加入当前执行栈…如此反复,进入循环。

我们只需记住当当前执行栈执行完毕时会立刻先处理所有微任务队列中的事件,然后再去宏任务队列中取出一个事件。同一次事件循环中,微任务永远在宏任务之前执行。

关于事件循环请记住如下三点
1.事件队列严格按照时间先后顺序将任务压入执行栈执行;
2.当执行栈为空时,浏览器会一直不停的检查事件队列,如果不为空,则取出第一个任务;
3.在每一个任务结束之后,浏览器会对页面进行渲染;

二.setTimeout的零延时并不是真的零延时

零延迟并不意味着回调会立即执行。以 0 为第二参数调用 setTimeout 并不表示在 0 毫秒后就立即调用回调函数。
其等待的时间取决于队列里待处理的消息数量。在下面的例子中,“this is just a message” 将会在回调获得处理之前输出到控制台,这是因为延迟参数是运行时处理请求所需的最小等待时间,但并不保证是准确的等待时间。
基本上,setTimeout 需要等待当前队列中所有的消息都处理完毕之后才能执行,即使已经超出了由第二参数所指定的时间。

三 .Web Worker多线程

为了利用多核CPU的计算能力,HTML5提出Web Worker标准,允许JavaScript脚本创建多个线程,但是子线程完全受主线程控制,且不得操作DOM。所以,这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质。

https://www.cnblogs.com/cangqinglang/p/8967268.html
https://www.cnblogs.com/xiaohuochai/p/8527618.html#anchor5
https://www.cnblogs.com/dong-xu/p/7000163.html (马)

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