Js 的事件循环(Event Loop)机制以及实例讲解

前言

大家都知道js是单线程的脚本语言，在同一时间，只能做同一件事，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，Event Loop方案应运而生...

个人博客了解一下：obkoro1.com

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为什么js是单线程？

js作为主要运行在浏览器的脚本语言，js主要用途之一是操作DOM。

在js高程中举过一个栗子，如果js同时有两个线程，同时对同一个dom进行操作，这时浏览器应该听哪个线程的，如何判断优先级？

为了避免这种问题，js必须是一门单线程语言，并且在未来这个特点也不会改变。

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执行栈与任务队列

因为js是单线程语言，当遇到异步任务(如ajax操作等)时，不可能一直等待异步完成，再继续往下执行，在这期间浏览器是空闲状态，显而易见这会导致巨大的资源浪费。

执行栈

当执行某个函数、用户点击一次鼠标，Ajax完成，一个图片加载完成等事件发生时，只要指定过回调函数，这些事件发生时就会进入执行栈队列中，等待主线程读取,遵循先进先出原则。

主线程

要明确的一点是，主线程跟执行栈是不同概念，主线程规定现在执行执行栈中的哪个事件。

主线程循环：即主线程会不停的从执行栈中读取事件，会执行完所有栈中的同步代码。

当遇到一个异步事件后，并不会一直等待异步事件返回结果，而是会将这个事件挂在与执行栈不同的队列中，我们称之为任务队列(Task Queue)。

当主线程将执行栈中所有的代码执行完之后，主线程将会去查看任务队列是否有任务。如果有，那么主线程会依次执行那些任务队列中的回调函数。

不太理解的话，可以运行一下下面的代码，或者点击一下这个demo

结果是当a、b、c函数都执行完成之后，三个setTimeout才会依次执行。

let a = () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('任务队列函数1')
  }, 0)
  for (let i = 0; i < 5000; i++) {
    console.log('a的for循环')
  }
  console.log('a事件执行完')
}
let b = () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('任务队列函数2')
  }, 0)
  for (let i = 0; i < 5000; i++) {
    console.log('b的for循环')
  }
  console.log('b事件执行完')
}
let c = () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('任务队列函数3')
  }, 0)
  for (let i = 0; i < 5000; i++) {
    console.log('c的for循环')
  }
  console.log('c事件执行完')
}
a();
b();
c();
// 当a、b、c函数都执行完成之后，三个setTimeout才会依次执行

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js 异步执行的运行机制。

1. 所有任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。
2. 主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。
3. 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"。那些对应的异步任务，结束等待状态，进入执行栈并开始执行。
4. 主线程不断重复上面的第三步。

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宏任务与微任务:

异步任务分为 宏任务（macrotask） 与 微任务 (microtask)，不同的API注册的任务会依次进入自身对应的队列中，然后等待 Event Loop 将它们依次压入执行栈中执行。

宏任务(macrotask)：：

script(整体代码)、setTimeout、setInterval、UI 渲染、 I/O、postMessage、 MessageChannel、setImmediate(Node.js 环境)

微任务(microtask)：

Promise、 MutaionObserver、process.nextTick(Node.js环境）

Event Loop(事件循环)：

Event Loop(事件循环)中，每一次循环称为 tick, 每一次tick的任务如下：

• 执行栈选择最先进入队列的宏任务(通常是script整体代码)，如果有则执行
• 检查是否存在 Microtask，如果存在则不停的执行，直至清空 microtask 队列
• 更新render(每一次事件循环，浏览器都可能会去更新渲染)
• 重复以上步骤

宏任务 > 所有微任务 > 宏任务，如下图所示：

从上图我们可以看出：

1. 将所有任务看成两个队列：执行队列与事件队列。
2. 执行队列是同步的，事件队列是异步的，宏任务放入事件列表，微任务放入执行队列之后，事件队列之前。
3. 当执行完同步代码之后，就会执行位于执行列表之后的微任务，然后再执行事件列表中的宏任务

上面提到的demo结果可以这么理解：先执行script宏任务，执行完了之后，再执行其他两个定时器宏任务。

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面试题实践

下面这个题，很多人都应该看过/遇到过，重新来看会不会觉得清晰很多：

    // 执行顺序问题，考察频率挺高的，先自己想答案**
    setTimeout(function () {
        console.log(1);
    });
    new Promise(function(resolve,reject){
        console.log(2)
        resolve(3)
    }).then(function(val){
        console.log(val);
    })
    console.log(4);

根据本文的解析，我们可以得到:

1. 先执行script同步代码

   先执行new Promise中的console.log(2),then后面的不执行属于微任务
   然后执行console.log(4)

2. 执行完script宏任务后，执行微任务，console.log(3)，没有其他微任务了。
3. 执行另一个宏任务，定时器，console.log(1)。

根据本文的内容，可以很轻松，且有理有据的猜出写出正确答案：2,4,3,1.

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结语

类似上文的面试题还有很多，实则都大同小异，只要掌握了事件循环的机制，这些问题都会变得很简单。

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以上2018.6.16

参考资料：

详解JavaScript中的Event Loop（事件循环）机制

JavaScript中的事件循环 Event Loop

JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop