走进浏览器之Event Loop的那些事

Posted 2021-08-29 余光、

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了走进浏览器之Event Loop的那些事相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

走进 Event Loop

大家都知道，在使用 setTimeout 或是其他异步任务的时候要多加小心，这是因为其涉及到了 Js 的事件循环机制。很多时候因为经验，我们不需要知道其原理就能避免一些错误，但今天我们还是来聊一聊，浏览器下的EventLoop机制的那些事～

一、javascript 与单线程？

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。那么，为什么 JavaScript 不能有多个线程呢？这样能提高效率啊。

答:

JavaScript 的单线程，与它的用途有关。作为浏览器脚本语言，JavaScript 的主要用途是与用户互动，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。比如，假定 JavaScript 同时有两个线程，一个线程在某个 DOM 节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

所以，为了避免复杂性，从一诞生，JavaScript 就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，将来也不会改变。

二、任务

简单了解一下同步和异步这两个概念

2.1 同步与异步

一般而言，任务分为：发出调用和得到结果两步。

发出调用，“立即”得到结果是为同步
发出调用，但无法“立即”得到结果，需要额外的操作才能得到预期的结果是为异步。

同步任务需要就是调用之后一直等待，直到返回结果。异步则是调用之后，不能直接拿到结果，通过一系列的手段才最终拿到结果（调用之后，拿到结果中间的时间可以介入其他任务）。

来阅读下面的代码：

console.log(1);

setTimeout(() => {
  console.log(2);
}, 1000);

console.log(3);

setTimeout(() => {
  console.log(4);
}, 0);

console.log(5);

拟人分析：

我要喝水 1：拿起水，喝～
我订了个午餐 2：上面预计送达时间 1 分钟，我当然不可能坐等外卖！
我订要喝水 3：拿起水，喝～
我定了个水果 4：上面预计送达时间 0，但只要是外卖，我就不着急！
订完外卖，我直接喝水 5：嗝～，不能再喝了，该谢谢了
此时我正好没事做，不如去看看外卖？
果然预计时间 0s 送达的水果先到了，我先吃口水果
吃完水果午餐也到了，嗯，愉快的一天

需要注意的是：我们这样对待setTimeout（订外卖），是因为我们不知道要等多久，所以我们完全不关心他是不是马上送到，而是将眼前的任务（手里看得见的其他事情）执行完，当手里没事做时才会去执行setTimeout指定的回调函数（取外卖）。

这段分析合情合理，我感觉我离真相又进了一步！

2.2 宏任务与微任务

下面的两种任务，都属于异步任务，但浏览器对他们的处理存在很大的区别。

宏任务：MacroTask
- 如：setTimeout、setInterval、script（整体代码）、 I/O 操作、UI 渲染等。
微任务：MicroTask
- 如: new Promise().then(回调)、MutationObserver(html5 新特性) 等。

三、EventLoop

js 的另一大特点是非阻塞，借用书中的一句话：这需要一套机制来处理现在运行的事情和将来要运行的事情，而 EventLoop 就是这样一套机制。

3.1 执行栈

JS 执行栈采用的是后进先出的规则，当函数执行的时候，会被添加到栈的顶部，当执行栈执行完成后，就会从栈顶移出，直到栈内被清空。

3.2 对同步、异步的处理

Javascript 单线程任务被分为同步任务和异步任务，同步任务会在调用栈中按照顺序等待主线程依次执行，异步任务会在异步任务有了结果后，将注册的回调函数放入任务队列中等待主线程空闲的时候（调用栈被清空），被读取到栈内等待主线程的执行。

注意

宏任务队列可以有多个；
微任务队列只有一个；

3.3 EventLoop 过程解析

上图：

值得一提的是，整个<script>标签包裹的整体代码，是属于宏任务。

任务会依次进入执行栈，而首先入场的就是——宏任务全局上下文(script)；
执行同步任务；
js 引擎遇到一个异步任务后并不会一直等待其返回结果：
- 遇到异步任务，交给异步处理模块处理，对应的异步处理线程处理异步任务需要的操作，例如定时器的计数和异步请求监听状态的变更；
- 当异步事件返回结果后，事件触发线程将回调函数（标记）加入任务队列，等待栈为空时，依次进入栈中执行；
执行栈在执行完同步任务后，查看执行栈是否为空，如果执行栈为空：
- 先检查微任务(microTask)队列，如果存在任务，则一次性执行完所有微任务，无任务则跳过
- 后检查宏任务(macroTask)队列，如果存在任务，则取出第一个宏任务，执行，

总结 1:

每次单个宏任务执行完毕后，检查微任务(microTask)队列是否为空，如果不为空的话，会按照先入先出的规则全部执行完微任务(microTask)后，设置微任务(microTask)队列为 null，然后再执行宏任务，如此循环。

总结 2:

又因为第一次进入执行栈的总是宏任务（Script），而每次宏任务完成后，都会读取微任务队列，所以，大家也会听见另一种表述方式：、

每一轮循环中，同步任务执行后会在末尾执行并清空所有的微任务，会在下一轮循环中取第一个宏任务执行，如此循环。

下面我们用两段代码来分析一下今天所学～

四、示例分析

4.1 同步+宏任务

console.log("1");
// 0s延迟的定时任务
setTimeout(function timeout() {
  console.log("2");
}, 1000);
setTimeout(function timeout() {
  console.log("3");
}, 0);
console.log("4");

以这段代码举例，我们按照第三小节的步骤逐步分析：

从全局任务入口，首先打印日志 1，
遇到宏任务setTimeout-log(2)，交给异步处理模块
遇到宏任务setTimeout-log(3)，交给异步处理模块
顺序执行，打印日志 4，
同步任务执行完毕，读取微任务队列，为 null，则读取宏任务队列第一个，先返回处理结果的是setTimeout-log(3)，将 log(3) 内回调函数加入执行队列，顺序执行，打印日志 3，
继续重复步骤 5，顺序执行，打印日志 2，执行结束。

注意：

读取宏任务队列的任务，setTimeout-log(3)，虽然定时器的等待时间被设置 0 秒，但是W3C在HTML标准中规定，规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为 4ms。

由于浏览器在执行以上三步时，并未耗时很久，所以当宏任务setTimeout-log(3)1 执行完时， setTimeout-log(1)的等待时间并未结束，所以在 1 秒后打印,实际上并未等待 1 秒。

4.2 同步+宏任务+微任务

再来看下面的代码：

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

  Promise.resolve().then(function() {
    console.log(2);
  });
}, 0);

setTimeout(function() {
  console.log(3);
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log(4);
});

console.log(5);