Javascript运行机制

Javascript是一种单线程开发语言。理解Javascript的运行机制是日常编码必须要掌握的技能。

为什么是单线程?

JavaScript的主要用途是与用户交互,以及操作DOM。这决定了它只能是单线程,否则会带来很复杂的同步问题。

  • 假设:如果JavaScript支持多线程,一个线程在某个DOM节点上添加内容,另外一个线程删除了这个节点,那么浏览器该以哪个线程为准呢?

单线程的缺点

单线程就意味着容易发生线程等待资源,cpu空闲,而其他任务一直等待的问题。

什么是Event Loop(事件循环)

为了协调事件、用户交互、脚本、UI 渲染和网络处理等行为,防止主线程阻塞。于是Javascript设计者将所有任务分为两种,一种是同步任务,一种是异步任务

  • 同步任务指的是,在主线程上排队执行的任务
    • 同步任务只有前一个任务执行完毕,才能执行下一个任务。
    • 同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈
      • 每次执行栈执行的代码就是一个宏任务
  • 异步任务指的是,不进入主线程,而进入任务队列的任务。
    • 只要指定过回调函数,这些事件发生时就会进入"任务队列"(比如鼠标点击...等)
    • 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”。
    • 任务队列是一个先进先出的数据结构,排在前面的事件,优先被主线程读取。

"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)。

宏任务和微任务

根据规范: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,所以有了宏任务(macro)task和微任务(micro)task。

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,

每次执行完一个宏任务之后,会去检查是否存在微任务;如果有,则执行微任务直至清空微任务队列,如果在微任务执行期间微任务队列加入了新的微任务,会将新的微任务加入队列尾部,之后也会被执行。

根据上述总结流程为:

附(宏/微任务清单):

  • 宏任务(macro)task主要有: script(整体代码)、setTimeout、setInterval、I/O、UI交互事件、postMessage、MessageChannel、setImmediate(Node.js 环境)
  • 微任务(micro)task主要有: Promise.then、MutaionObserver、process.nextTick(Node.js 环境)
  • requestAnimationFrame 既不属于宏任务, 也不属于微任务

目前宏任务和微任务在各浏览器执行都有差异,最后提议promise为微任务

实例分析

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

    new Promise(function(resolve){
        console.log('2');
        resolve();
    }).then(function(){
        console.log('3');
    });

    console.log('4');

以上案例会输出 2 4 3 1

结果解析:

  1. JavaScript执行主线程任务:输出 2 4
    • 附:Promise构造器内部是同步任务
  2. 执行微任务队列:输入 3
  3. 第一个宏任务结束,进入setTimeout回调:输出 1

End

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