异步 JavaScript - 事件循环

Posted 2021-01-25 极光大数据

简评：如果你对 javascript 异步的原理感兴趣，这里有一篇不错的介绍。

JavaScript 同步代码是如果工作的

在介绍 JavaScript 异步执行之前先来了解一下， JavaScript 同步代码是如何执行的。

这里有两个概念需要了解：

** 执行上下文（Excution Context）**

执行上下文是一个抽象的概念，用于表示 JavaScript 的运行环境，任何代码都会有一个执行上下文。

全局代码运行在全局执行上下文，函数里的代码运行在函数执行上下文，每一个函数都有自己的执行上下文。

调用堆栈（Call Stack）

调用栈是一个具有 LIFO（后进先出）结构的栈，用于储存代码执行阶段所有的执行上下文。

因为 JavaScript 是单线程的，所以 JavaScript 只有一个单独的调用栈。

我们以下面例子介绍同步代码执行过程。

const second = () => {
  console.log(‘Hello there!‘);
}
const first = () => {
  console.log(‘Hi there!‘);
  second();
  console.log(‘The End‘);
}
first();

创建全局上下文（由 main() 表示），并将全局上下文推到栈顶。然后依次将遇到函数执行上下文推到栈顶（如果函数中执行其他他函数，其他函数依次推到栈顶以此类推）。当函数执行完毕对应的执行上下文会从调用栈弹出，程序结束时全局上下文从调用栈弹出。

JavaScript 异步代码是如何执行的？

通过上个章节我们已经对调用栈和 JavaScript 的同步执行有了基本的了解，现在来看看 JavaScript 异步执行是如何工作的。

什么是阻塞？

由于 JavaScript 是单线程的，如果某个函数耗费的时间比较长，会阻塞后面的任务执行，这就造成了阻塞。解决阻塞最简单的方法是函数直接返回不等待，使用异步回调来处理返回结果。

在了解 JavaScript 异步执行之前还需要知道一些概念，事件循环和回调队列（也称为任务队列或消息队列）。

注意：Event Loop 、Web APIs 和 Message Queue 并不是 JavaScript 引擎的一部分，而是浏览器运行时环境和 Nodejs 运行时环境的一部分。

我们以下面代码为例，解释异步代码是如何执行的。

const networkRequest =（）=> { 
  setTimeout（（）=> { 
    console.log（‘Async Code‘）; 
  }，2000）; 
};
console.log（‘Hello World‘）;
networkRequest（）;
console.log(‘The End‘);

当上述程序加载到浏览器时 console.log(‘Hello World’) 代码执行时会一次在调用栈推入和弹出。遇到 networkRequest() 将其推入到调用栈顶。然后继续将 networkRequest 内的 setTimeout 方法推入栈顶，随后 setTimeout networkRequest 依次出栈。最后对 console.log(‘The End’) 进行入栈出栈。

当 timer 到期后会将 callback 推入 message queue（消息队列）中，此时 callback 不会马上执行。会等待事件循环调度。

事件循环

事件循环的作用是查看调用栈并确定调用栈是否空闲。如果调用栈空闲，even loop 会查看消息队列是否有待处理的 callback 需要触发。例子中的消息队列只包含一个 callback，当调用栈为空的时候，even loop 会将 callback 推入调用栈中触发 networkRequest 的回调。

DOM 事件

消息队列还会包含来自 DOM 的事件回调，比如鼠标和键盘事件回调。例如：

document.querySelector(‘.btn‘).addEventListener(‘click‘,function callback(event) {
  console.log(‘Button Clicked‘);
});

对于 DOM 事件，当具体的事件触发会将 callback 推入消息队列中，等待 even loop 来调度执行。

ES6 job queue/micro-task queue

ES6 新增了 job queue/micro-task queue 概念，在 Promise 中用到。job queue 比 message queue 拥有更高的优先级。意味着 job queue 和 message queue 都有任务时会优先执行 job queue 中的任务。例如：

console.log(‘Script start‘);

// callback 在 message queue 中
setTimeout(function callback() {
  console.log(‘setTimeout‘);
}, 0);

// 任务在 micro-task queue 中
new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(‘Promise resolved‘);
  }).then(res => console.log(res))
    .catch(err => console.log(err));
console.log(‘Script End‘);

// 输出：
Script start
Script End
Promise resolved
setTimeout

再来看下一个例子(两个 setTimeout 和 两个 Promise)：

console.log(‘Script start‘);
setTimeout(() => {
  console.log(‘setTimeout 1‘);
}, 0);
setTimeout(() => {
  console.log(‘setTimeout 2‘);
}, 0);
new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(‘Promise 1 resolved‘);
  }).then(res => console.log(res))
    .catch(err => console.log(err));
new Promise((resolve, reject) => {
    resolve(‘Promise 2 resolved‘);
  }).then(res => console.log(res))
    .catch(err => console.log(err));
console.log(‘Script End‘);


//输出为
Script start
Script End
Promise 1 resolved
Promise 2 resolved
setTimeout 1
setTimeout 2

由此可见 micro-task queue 中的所有任务都会优先于 message queue 中的任务执行。

原文：Understanding Asynchronous JavaScript?—?the Event Loop