FE.ES-理解Event Loop

JavaScript引擎又称为JavaScript解释器，是JavaScript解释为机器码的工具，分别运行在浏览器和Node中。而根据上下文的不同，Event loop也有不同的实现：其中Node使用了libuv库来实现Event loop; 而在浏览器中，html规范定义了Event loop，具体的实现则交给不同的厂商去完成。

浏览器中的Event Loops

根据2017年新版的HTML规范HTML Standard，浏览器包含2类事件循环：browsing contexts 和 web workers。

browsing contexts中有一个或多个Task Queue，即MacroTask Queue，仅有一个Job Queue，即MicroTask Queue。

• macrotask queue（宏任务,不妨称为A）

  • setTimeout
  • setInterval
  • setImmediate（node独有）
  • requestAnimationFrame
  • I/O
  • UI rendering

• microtask queue（微任务,不妨称为I）

  • process.nextTick（node独有）
  • Promises
  • Object.observe(废弃)
  • MutationObserver

这两个任务队列执行顺序:

• 取1个A中的task，执行之。
• 把所有I顺序执行完，再取A中的下一个任务。

为什么promise.then的回调比setTimeout先执行
代码开始执行时，所有这些代码在A中，形成一个执行栈（execution context stack),取出来执行之。
遇到setTimeout，则加到A中，遇到promise.then，则加到I中。
等整个执行栈执行完，取I中的任务。

(function test() {
    setTimeout(function() {console.log(4)}, 0);
    new Promise(function executor(resolve) {
        console.log(1);
        for( var i=0 ; i<10000 ; i++ ) {
            i == 9999 && resolve();
        }
        console.log(2);
    }).then(function() {
        console.log(5);
    });
    console.log(3);
})()
// 1
// 2
// 3
// 5
// 4

//浏览器渲染步骤：Structure(构建 DOM) ->Layout(排版)->Paint(绘制) 
//新的异步任务将在下一次被执行，因此就不会存在阻塞。
button.addEventListener('click', () => {
  setTimeout(fn, 0)
})

V8源码
https://github.com/v8/v8/blob...
https://github.com/v8/v8/blob...

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NodeJS中的Event Loop

而在Node.js中，microtask会在事件循环的各个阶段之间执行，也就是一个阶段执行完毕，就会去执行microtask队列的任务。

node新加了一个微任务process.nextTick和一个宏任务setImmediate.

process.nextTick

在当前"执行栈"的尾部(下一次Event Loop之前)触发回调函数。也就是说，它指定的任务总是发生在所有异步任务之前。

process.nextTick(function A() {
  console.log(1);
  process.nextTick(function B(){console.log(2);});
});

setTimeout(function timeout() {
  console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0)
// 1
// 2
// TIMEOUT FIRED

setImmediate

setImmediate方法则是在当前"任务队列"的尾部添加事件，也就是说，它指定的任务总是在下一次Event Loop时执行，这与setTimeout(fn, 0)很像。

setImmediate(function A() {
  console.log(1);
  setImmediate(function B(){console.log(2);});
});

setTimeout(function timeout() {
  console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0);
//不确定

递归的调用process.nextTick()会导致I/O starving，官方推荐使用setImmediate()

process.nextTick(function foo() {
  process.nextTick(foo);
});
//FATAL ERROR: invalid table size Allocation failed - JavaScript heap out of memory

process.nextTick也会放入microtask quque，为什么优先级比promise.then高呢
在Node中，_tickCallback在每一次执行完TaskQueue中的一个任务后被调用，而这个_tickCallback中实质上干了两件事：

1. nextTickQueue中所有任务执行掉(长度最大1e4，Node版本v6.9.1)
2. 第一步执行完后执行_runMicrotasks函数，执行microtask中的部分(promise.then注册的回调)所以很明显process.nextTick > promise.then”

node.js的特点是事件驱动，非阻塞单线程。当应用程序需要I/O操作的时候，线程并不会阻塞，而是把I/O操作交给底层库（LIBUV）。此时node线程会去处理其他任务，当底层库处理完I/O操作后，会将主动权交还给Node线程，所以Event Loop的用处是调度线程，例如：当底层库处理I/O操作后调度Node线程处理后续工作，所以虽然node是单线程，但是底层库处理操作依然是多线程。

根据Node.js官方介绍，每次事件循环都包含了6个阶段，对应到 libuv 源码中的实现，如下图所示

timers ：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调
I/O callbacks：执行一些系统调用错误，比如网络通信的错误回调
idle, prepare ：仅node内部使用
poll ：获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里
check ：执行 setImmediate() 的回调
close callbacks ：执行 socket 的 close 事件回调

timers阶段

timers 是事件循环的第一个阶段，Node 会去检查有无已过期的timer，如果有则把它的回调压入timer的任务队列中等待执行，事实上，Node 并不能保证timer在预设时间到了就会立即执行，因为Node对timer的过期检查不一定靠谱，它会受机器上其它运行程序影响，或者那个时间点主线程不空闲。但是把它们放到一个I/O回调里面，就一定是 setImmediate() 先执行，因为poll阶段后面就是check阶段。

I/O callbacks 阶段

这个阶段主要执行一些系统操作带来的回调函数，如 TCP 错误，如果 TCP 尝试链接时出现 ECONNREFUSED 错误 ，一些 *nix 会把这个错误报告给 Node.js。而这个错误报告会先进入队列中，然后在 I/O callbacks 阶段执行。

poll 阶段

poll 阶段主要有2个功能：

• 处理 poll 队列的事件
• 当有已超时的 timer，执行它的回调函数
  even loop将同步执行poll队列里的回调，直到队列为空或执行的回调达到系统上限（上限具体多少未详），接下来even loop会去检查有无预设的setImmediate()，分两种情况：

1. 若有预设的setImmediate(), event loop将结束poll阶段进入check阶段，并执行check阶段的任务队列
2. 若没有预设的setImmediate()，event loop将阻塞在该阶段等待
   注意一个细节，没有setImmediate()会导致event loop阻塞在poll阶段，这样之前设置的timer岂不是执行不了了？所以咧，在poll阶段event loop会有一个检查机制，检查timer队列是否为空，如果timer队列非空，event loop就开始下一轮事件循环，即重新进入到timer阶段。

check 阶段

setImmediate()的回调会被加入check队列中， 从event loop的阶段图可以知道，check阶段的执行顺序在poll阶段之后。

close 阶段

突然结束的事件的回调函数会在这里触发，如果 socket.destroy()，那么 close 会被触发在这个阶段，也有可能通过 process.nextTick() 来触发。

示例

setTimeout(()=>{
    console.log('timer1')

    Promise.resolve().then(function() {
        console.log('promise1')
    })
}, 0)

setTimeout(()=>{
    console.log('timer2')

    Promise.resolve().then(function() {
        console.log('promise2')
    })
}, 0)
/*浏览器中
timer1
promise1
timer2
promise2
*/
/*node中
timer1
timer2
promise1
promise2
*/

const fs = require('fs')

fs.readFile('test.txt', () => {
  console.log('readFile')
  setTimeout(() => {
    console.log('timeout')
  }, 0)
  setImmediate(() => {
    console.log('immediate')
  })
})
/*
readFile
immediate
timeout
*/

更多示例
libuv源码
https://github.com/libuv/libu...

其他

requestAnimationFrame

HTML5标准规定了setTimeout()的第二个参数的最小值（最短间隔），不得低于4毫秒，如果低于这个值，就会自动增加。在此之前，老版本的浏览器都将最短间隔设为10毫秒。另外，对于那些DOM的变动（尤其是涉及页面重新渲染的部分），通常不会立即执行，而是每16毫秒执行一次。这时使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()

客户端可能实现了一个包含鼠标键盘事件的任务队列，还有其他的任务队列，而给鼠标键盘事件的任务队列更高优先级，例如75%的可能性执行它。这样就能保证流畅的交互性，而且别的任务也能执行到了。但是，同一个任务队列中的任务必须按先进先出的顺序执行。

用户点击与button.click()的区别：
用户点击：依次执行listener。浏览器并不实现知道有几个 listener，因此它发现一个执行一个，执行完了再看后面还有没有。
click:同步执行listener。 click方法会先采集有哪些 listener，再依次触发。
示例详情

参考资料
Promise的队列与setTimeout的队列有何关联？
浏览器的 Event Loop
Event Loops
深入理解js事件循环机制（Node.js篇）
JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop
Node.js 事件循环，定时器和 process.nextTick()