JavaScript 之事件循环(Event Loop)

导读：学过 JavaScript（下文简称 JS） 的都知道它是一门单线程的、非阻塞的脚本语言。单线程意味着，JS 代码在执行的任何时候，都只有一个主线程来处理所有的任务，这也就意味着 JS 无法进行多线程编程，但是 JS 当中却有着无处不在的异步概念，我们如何理解呢？理解异步和非阻塞靠的就是 Event Loop（事件循环），本文就围绕 JS 线程、同步异步、任务队列等方面讲解事件循环(Event Loop)。

JS 线程

为了我们更方便容易了解事件循环，在此之前我们先简单了解下什么叫做 JS 线程。如浏览器的渲染进程是多线程的，主要有以下几个线程：

JS 引擎线程（主线程）：负责解析 JS 脚本，运行代码。

GUI 渲染线程：负责渲染浏览器界面，解析 HTML、CSS、构 DOM 树和 RenderObject 树，布局和绘制等，当界面需要重绘（Repaint）或由于某种操作引发回流 (reflow) 时，该线程就会执行。

定时器触发线程 (setTimeout)：浏览器定时计数器并不是由 JS 引擎计数的，因为 JS 引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确，因此通过单独线程来计时并触发定时，在计时完毕后，添加到事件队列中，等待 JS 引擎空闲后执行。

http 请求线程（ajax）：XMLHttpRequest 连接后，通过浏览器新开一个线程请求，当检测到状态变更时，如果同时设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中，再由 JS 引擎执行。

浏览器事件触发线程 (onclick)：归属于浏览器而不是 JS 引擎，用来控制事件循环，可以这么理解：JS 引擎自己都忙不过来，需要浏览器另开线程协助。

主线程和渲染线程互斥 :JS 引擎线程与 GUI 渲染线程是互斥的，当 JS 引擎执行时 GUI 线程会被挂起（相当于被冻结了），GUI 更新会被保存在一个队列中等到 JS 引擎空闲时立即被执行。
浏览器内核

EventLoop 轮询处理线程：我们可以把它理解为一个中介，在主线程、异步线程与消息队列三者之间进行交流与沟通。如下图所示：从主线程那里顺时针的看，整个的流程是循环往复的。只有当主线程的同步代码都执行完了，才会去队列里看看还有什么要执行的。

主线程把 setTimeout、ajax、dom.onclick 分别给三个线程，他们之间有些不同。

1、对于 setTimeout 代码，定时器触发线程在接收到代码时就开始计时，时间到了将回调函数扔进消息队列。

2、对于 ajax 代码，http 异步线程立即发起 http 请求，请求成功后将回调函数扔进消息队列。

3、对于 dom.onclick，浏览器事件线程会先监听 dom，直到 dom 被点击了，才将回调函数扔进消息队列。

同步与异步

JS 分为同步任务和异步任务：

同步任务：立即执行的任务队列，比如一个简单的函数；

异步任务：请求接口发送 ajax，发送 promise，或时间计时器等等；

任务队列（Event Queue）

什么是任务队列呢？可以理解为一个静态的队列存储结构，遵循先进先出原则：同步任务会立刻执行，进入到主线程当中；异步任务会被放到任务队列（Event Queue）当中。

宏任务队列和微任务队列

宏任务（MacroTask）：整体代码 Script、UI 渲染、setTimeout、setInterval、setImmediate(Node.js 环境)。

微任务（MicroTask）：Promise.then()、catch、finally。

不同点：event loop 里 MacroTask 队列可能有多个，MicroTask 队列只有一个。

MicroTask 优先于 MacroTask 执行，所以如果有需要优先执行的逻辑，放入 MicroTask 队列会比 MacroTask 更早的被执行。

下面几个代码例子可以让我们充分的了解各个任务之间的执行顺序：

执行栈

MacroTask 和 MicroTask 都是推入栈中执行的。JS 是单线程，也就是说只有一个主线程，主线程有一个栈，每一个函数执行的时候，都会生成新的执行上下文，执行上下文会包含一些当前函数的参数、局部变量之类的信息，它会被推入栈中，正在执行的上下文始终处于栈的顶部。当函数执行完后，它的执行上下文会从栈弹出。

总结

同步和异步任务分别进入不同的执行环境， 先执行同步任务，把异步任务放入循环队列当中，等待同步任务执行完，再执行队列中的异步任务。异步任务先执行微观任务，再执行宏观任务。一直这样循环，反复执行，就是我们说的 Event Loop (事件循环)。

事件循环是 JS 这门语言中非常重要且基础的概念。让我们可以清楚的了解事件循环的执行顺序和每一个阶段的特点，可以使我们对一段异步代码的执行顺序有一个清晰的认识，从而减少代码运行的不确定性。合理的使用各种延迟事件的方法，有助于代码更好的按照其优先级去执行。

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作者介绍
倪萌，网易云信 web 前端开发工程师，目前在从事云信金融线业务相关开发工作。