Javascript中的宏任务与微任务

事件循环

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。为了协调事件、用户交互、脚本、UI 渲染和网络处理等行为，防止主线程的不阻塞，Event Loop 的方案应用而生。Event Loop 包含两类：一类是基于 Browsing Context，一种是基于 Worker。二者的运行是独立的，也就是说，每一个 JavaScript 运行的"线程环境"都有一个独立的 Event Loop，每一个 Web Worker 也有一个独立的 Event Loop。

本文所涉及到的事件循环是基于 Browsing Context。

任务队列

根据规范，事件循环是通过任务队列的机制来进行协调的。一个 Event Loop 中，可以有一个或者多个任务队列(task queue)，一个任务队列便是一系列有序任务(task)的集合；每个任务都有一个任务源(task source)，源自同一个任务源的 task 必须放到同一个任务队列，从不同源来的则被添加到不同队列。setTimeout/Promise 等API便是任务源，而进入任务队列的是他们指定的具体执行任务。

在事件循环中，每进行一次循环操作称为 tick，每一次 tick 的任务处理模型是比较复杂的，但关键步骤如下：

在此次 tick 中选择最先进入队列的任务(oldest task)，如果有则执行(一次)
检查是否存在 Microtasks，如果存在则不停地执行，直至清空 Microtasks Queue
更新 render
主线程重复执行上述步骤

在上诉tick的基础上需要了解几点：

JS分为同步任务和异步任务
同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈
主线程之外，事件触发线程管理着一个任务队列，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（此时JS引擎空闲），系统就会读取任务队列，将可运行的异步任务添加到可执行栈中，开始执行。

宏任务

(macro)task，可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务（包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行）。

浏览器为了能够使得JS内部(macro)task与DOM任务能够有序的执行，会在一个(macro)task执行结束后，在下一个(macro)task 执行开始前，对页面进行重新渲染，流程如下：

(macro)task->渲染->(macro)task->…
宏任务包含：

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

微任务

microtask,可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务。也就是说，在当前task任务后，下一个task之前，在渲染之前。

所以它的响应速度相比setTimeout（setTimeout是task）会更快，因为无需等渲染。也就是说，在某一个macrotask执行完后，就会将在它执行期间产生的所有microtask都执行完毕（在渲染前）。

微任务包含：

Promise.then
Object.observe
MutationObserver
process.nextTick(Node.js 环境)

运行机制

在事件循环中，每进行一次循环操作称为 tick，每一次 tick 的任务处理模型是比较复杂的，但关键步骤如下：

执行一个宏任务（栈中没有就从事件队列中获取）
执行过程中如果遇到微任务，就将它添加到微任务的任务队列中
宏任务执行完毕后，立即执行当前微任务队列中的所有微任务（依次执行）
当前宏任务执行完毕，开始检查渲染，然后GUI线程接管渲染
渲染完毕后，JS线程继续接管，开始下一个宏任务（从事件队列中获取）

如图：

实例讲解

实例1

setTimeout(function(){
     console.log('定时器开始啦')
 });
 
 new Promise(function(resolve){
     console.log('马上执行for循环啦');
     for(var i = 0; i < 10000; i++){
         i == 99 && resolve();
     }
 }).then(function(){
     console.log('执行then函数啦')
 });
 
 console.log('代码执行结束');
 //马上执行for循环啦 
 //代码执行结束 
 //执行then函数啦 
 //定时器开始啦

首先执行script下的宏任务,遇到setTimeout,将其放到宏任务的【队列】里

遇到 new Promise直接执行,打印"马上执行for循环啦"

遇到then方法,是微任务,将其放到微任务的【队列里】

打印 “代码执行结束”

本轮宏任务执行完毕,查看本轮的微任务,发现有一个then方法里的函数, 打印"执行then函数啦"

到此,本轮的event loop 全部完成。

下一轮的循环里,先执行一个宏任务,发现宏任务的【队列】里有一个 setTimeout里的函数,执行打印"定时器开始啦"

实例2

async function async1() {
    console.log( 'async1 start' )
    await async2()
    console.log( 'async1 end' )
}
async function async2() {
    console.log( 'async2' )
}
async1()
console.log( 'script start' )

//async1 start
//async2
//script start
//async1 end

一旦遇到 await 就立刻让出线程,阻塞后面的代码

等候之后,对于 await 来说分两种情况

不是 promise 对象
如果不是 promise,await会阻塞后面的代码,先执行async外面的同步代码,同步代码执行完毕后,在回到async内部,把promise的东西,作为await表达式的结果

是promise对象
如果它等到的是一个 promise 对象，await 也会暂停async后面的代码，先执行async外面的同步代码，等着 Promise 对象 fulfilled，然后把 resolve 的参数作为 await 表达式的运算结果。

如果一个 Promise 被传递给一个 await 操作符，await 将等待 Promise 正常处理完成并返回其处理结果。

实例3

       new Promise( ( resolve, reject ) => {
                console.log( "promise1" )
                resolve()
            } )
            .then( () => {
                console.log( 1 )
            } )
            .then( () => {
                console.log( 2 )
            } )
            .then( () => {
                console.log( 3 )
            } )
        new Promise( ( resolve, reject ) => {
                console.log( "promise2" )
                resolve()
            } )
            .then( () => {
                console.log( 4 )
            } )
            .then( () => {
                console.log( 5 )
            } )
            .then( () => {
                console.log( 6 )
            } )
        //1-4-2-5-3-6

先执行同步代码 promise1, promise2,此时微任务有两个任务 log(1)和log(4)

执行完log(1)和log(4)此时任务中有log(2)和log(5)两个微任务

执行log(2)和log(5)此时任务中有log(3)和log(6)两个微任务

连续的几个then()回调，并不是连续的创建了一系列的微任务并推入微任务队列，因为then()的返回值必然是一个Promise，而后续的then()是上一步then()返回的Promise的回调

实例4

setTimeout(() => console.log('setTimeout1'), 0);  //1宏任务
setTimeout(() => {								//2宏任务
    console.log('setTimeout2');
    Promise.resolve().then(() => {
        console.log('promise3');
        Promise.resolve().then(() => {
            console.log('promise4');
        })
        console.log(5)
    })
    setTimeout(() => console.log('setTimeout4'), 0);  //4宏任务
}, 0);
setTimeout(() => console.log('setTimeout3'), 0);  //3宏任务
Promise.resolve().then(() => {//1微任务
    console.log('promise1');
})

//promise1
//setTimeout1
//setTimeout2
//promise3
//5
//promise4
//setTimeout3
//setTimeout4

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