JavaScript Event Loop和微任务、宏任务

为什么javascript是单线程?

javascript的一大特点就是单线程, 同一时间只能做一件事情,主要和它的用途有关, javascript主要是控制和用户的交互以及操作dom。注定它是单线程。 假如是多个线程, 一个移除dom节点,一个新增dom节点,浏览器以谁的为准呢?

什么是执执行栈呢?

函数的调用就会形成一个栈帧。当执行栈都为空的时候,主线程就会处于空闲状态。

   function fn2(x, y) {
      return x + y  
   } 
   
   function fn1(z) {
     let a = 10
     return fn2(a, z)
   }
   
   console.log(fn1(5)) // 15

以上代码: fn1 函数调用时会创建一个执行栈,栈中包含fn1的参数和局部变量。当 fn1 调用 fn2 时, 第二个执行栈就会被创建, 并且压入到第一个执行栈之前。 栈中包含了 fn2的参数和全局变量。当 fn2执行完返回时,最前面的执行栈就会被弹出。剩下 fn1 函数的调用帧, 当fn1 函数执行完并返回时, 执行栈就空了。

任务队列

任务队列主要用户挂起等待中的任务(异步任务)。
javascript是单线程, 意味着所有的任务需要排队, 前一个任务执行完,才能进行下一个任务。 ajax就是典型的异步任务,需要调用http线程,然后发送request请求,再是等待服务端的响应。在结果没有返回执行,后面的代码是不会执行的,这会给用户一种网站卡的现象。

因此, javascript 分为 同步任务在主线程上排队执行的任务,也就是前面执行完毕,才能执行下一个的任务。 异步任务是指它不会进行主线程,不会影响后续代码的执行,而是进入任务队列,当异步任务执行有了结果,就会在任务队列中放置一个事件,等主线程空闲(执行栈为空,同步任务执行完毕),通知任务队列进入主线程执行。

微任务和宏任务

任务队列中的异步任务分为 微任务和 宏任务
常见的微任务有: process.nexttick、promise和 mutationobserver监听dom的变化。

常见的宏任务: settimeout、setinterval、setimmediate、 script中整体的代码、 i/o操作、 ui渲染等。

微任务和宏任务的区别:

• 微任务进入主线程执行是一队一队的, 而宏任务进入主线程是一个一个的。
• 微任务是在主线程空闲时批量执行, 宏任务是在事件循环下一轮的最开始执行

例子: 以下代码的打印结果

    console.log(1)
    settimeout(function() {
        console.log(2)
    })
    
    promise.resolve()
        .then(function() {
            console.log(3)
        })
    
    console.log(4)
    
   // 打印结果: 1 4 3 2

整个的执行过程:

    stack(执行栈)、micro(微任务)、macro（宏任务）

    1.初始状态： stack:[], micro: [], macro: [script]。执行栈为空, 微任务为空, 宏任务队列中有一个整体的 script代码 
    
    2. 主线程开始执行, 遇到console.log(1), 首先会打印 1 
    
    3. 继续向下执行,遇到 settimeout异步任务,就将其加入到macro(宏任务)队列中。等待执行 
    
    4. 继续向下执行, 遇到 promise.resolve也是一个异步任务,单它是微任务,将其加入 micro(微任务)队列中,等待着行 
    
    5. 解析console.log(4), 并且打印4。 当主线程执行完打印的结果依次是 1 和 4。
    
    6. 这时候主线程就会问 任务(异步)队列,有没有微任务要执行,将所有的 micro(微任务)加入执行栈执行, 打印结果 3
    
    7. 微任务执行完了, 就开始下一轮事件循环, 将第一个 macro(宏任务)压入执行栈执行, 再次打印 2。 

event loop事件循环

只要主线程一空闲就会将 "任务队列中的异步任务"依次压入执行栈, 这个过程是循环不断的,所以整个运行机制称之为 event loop(事件循环)。

执行栈中(stack)的代码(同步任务),总是在读取"任务队列"(异步任务)之前执行。

图示

参考文章

• 并发模型与事件循环 mdn
• javascript 运行机制详解：再谈event loop
• 从一道题浅说 javascript 的事件循环