JavaScript 事件循环宏任务微任务

时间:2022-10-20 十七喜欢前端人气:0

前言

相信对于刚学习JavaScript的新手来说，去理解JS中的事件循环原理以及异步执行过程比较困难，但是这是JS必须要会的基础知识，逃避不能解决问题，笔者曾经也被这个知识点困扰过，现根据以往的经验编写此文章，旨在帮助大家彻底搞懂它们以及自我巩固，话不多说，进入正题。

注意：本篇文章主要是基于浏览器环境，Node环境没有研究过暂不讨论

引言

我们先来小试牛刀，看看下面这段代码是怎么执行的，例1：

  setTimeout(() => {
    console.log('time')
  });
  new Promise((resolve, reject) => {
    console.log('p1');
    resolve();
  }).then(() => {
    console.log('res')
  });
  console.log(1);
 // 输出: p1 1 res time

怎么样？你想的输出结果和实际的输出结果是一样的吗？如果是一样的说明你对事件循环有一定的了解，但是你真的已经清楚的知道了事件循环的原理吗？让我们继续往下看。

为什么会有事件循环？

JS是单线程的

众所周知：JavaScript 是一门单线程语言，也就是说，同一个时间只能做一件事。这是因为 Javascript 这门脚本语言诞生的使命所致——JavaScript 是为处理页面中用户的交互，以及操作 DOM 而诞生的。比如我们对某个 DOM 元素进行添加和删除操作，不能同时进行。应该先进行添加，之后再删除。

单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。这样所导致的问题是：如果 JS 执行的时间过长，这样就会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞的感觉

为了解决这个问题，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。于是，JS 中出现了同步任务和异步任务。

同步任务和异步任务

同步任务：

同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；

异步任务：

不进入主线程、而进入”任务队列”的任务，当主线程中的任务运行完了，才会从”任务队列”取出异步任务放入主线程执行。JS 的异步是通过回调函数实现的。异步任务相关回调函数添加到任务队列中（任务队列也称为消息队列）

注意：异步任务执行机制在这里描述的比较笼统，主要方便大家理解，具体细节在后面的“宏任务与微任务”中会详细介绍

JS的事件循环就是基于同步任务与异步任务来展开的，让我们继续往下看：

JS事件循环

事件循环是JavaScript实现异步的一种方法，也是JavaScript的执行机制

如图：

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。

当遇到异步任务时不会一直等待事件的返回结果，而是将事件挂起（即交给其他线程处理，上图是指Web Worker），继续执行执行栈中的其他任务。

当异步事件返回结果时，js将异步事件callback函数放入队列中，被放入队列中的异步事件不会立即回调，等到当前执行栈中的任务都执行完成，处于闲置状态的主线程按照队列顺序将处于首位事件的callback函数放入执行栈中，执行该函数的同步代码，如果遇到了异步事件，同样也会将其回调函数放入事件队列中…

如此反复，就形成了一个循环，这也是被称为“事件循环（EventLoop)”的原因。

js事件循环的基本原理已经描述清楚，但是异步任务之间也有所不同：

任务队列实际上分为两个：宏任务队列和微任务队列。上图只表示了一个是为了便于大家理解事件循环，下面就是事件循环更细节的东西了

宏任务与微任务

上面讲到，js在执行异步任务时，回调函数会被放在js的任务队列中，实际上，回调函数的类别不同，执行的优先级也不同。

不同的优先级被分为两类，一类是宏任务（Micro task），一类是微任务（Macro task）。

回调函数是微任务时，会被放在微任务队列，回调函数是宏任务时，会被放在宏任务队列。

微任务的优先级高于宏任务，当主线程的任务执行完成时，会首先去执行微任务队列中首位的回调函数，当微任务队列中为空时，才回去执行宏任务队列中的回调函数。

常见的宏任务有哪些？

包括整体代码 script
setTimeout()
setInterval()
setImmediate()(Node独有)
I/O
UI 交互事件(浏览器独有)
requestAnimationFrame() (浏览器独有)

常见的微任务有哪些？

Promise.then(); Promise.cath()
async/await
process.nextTick() (Node独有)
MutationObserver() (H5新增，监听DOM树变化)
Object.observe() (异步监视对象修改，已废弃)

注意：new Promise()属于同步任务，但是Promise.then(); Promise.cath()属于异步任务的微任务

执行过程总结（重点）

现在我们对事件循环有了深入了解了，但是它们的执行过程还不是很清晰，我们再把执行过程弄清楚了以后就能游刃有余了。

同步任务 —> 微任务 —> 宏任务...

先执行所有同步任务，碰到异步任务放到任务队列中
同步任务执行完毕，开始执行当前所有的异步任务
先执行任务队列里面所有的微任务，如果执行过程中又产生了微任务也会在本次执行过程中执行（即在下一个宏任务执行之前执行，可以看看案例1）
然后执行一个宏任务（从宏任务队列头部pop出一个宏任务进执行栈，该任务中的具体代码也如步骤1执行）
然后再执行所有的微任务（此时的微任务一般为步骤4中产生出的微任务）
再执行一个宏任务，再执行所有的微任务·······依次类推到执行结束。

3-6的这个循环称为事件循环Event Loop

案例挑战

学会了吗？让我们来做几个案例巩固一下吧

案例1：

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
    resolve("10")
  }).then(res => {
    console.log("res1:", res)    //res1: hahaha
    return 9
  }).then(res => {
    console.log("res2:", res)    //res2: 9
    return 8
  }).then(res => {
    console.log("res3:", res)    //res3: 8
    let promise2=new Promise((resolve,reject)=>{
        resolve("p2")
      }).then(res=>{
        console.log(res)
        setTimeout(function(){
          console.log("setTimeout2")
        },0)
      })
  })
  console.log('aaa')
  setTimeout(function(){
    console.log("setTimeout1")
  },0)
  const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log("p1")
    resolve(989)
}).then(res => {
    console.log(res)
    return 990
}).then(res=>{
  console.log(res)
  return 991
}).then(res=>{
  console.log(res)
  return 0
})
/*输出结果：
aaa
p1
res1: 10
989
res2: 9
990
res3: 8
991
p2
setTimeout1
setTimeout2
*/

案例2：

console.log('1');
// 定义注解 setTimeout_1 用于下文使用方便
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_2
setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})
// 输出结果:  1 7 6 8 2 4 3 5 9 11 10 12

案例3：

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')
    })
})
// 输出结果：1 7 6 8 2 4 3 5 9 11 10 12

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