【JavaScript内功系列】图解 Event Loop 事件循环机制

前言

本篇文章主要讲解浏览器中事件循环(Event Loop) 那些事

单线程 JavaScript 中的同步和异步

上篇文章我们有讲到同步和异步的概念，实际上，为了实现异步模式，单线程的 JS 把所有任务都分为两种：同步任务和异步任务

同步任务是立即执行的任务，在调用栈(Call Stack)顺序执行

异步任务则不同，它在同步任务没完成之前，不会进入主线程，而是将对应回调函数注册到队列中，要理解这一步，我们先要知道任务队列

任务队列

在调用栈(Call Stack)中，如果遇到一个异步操作，那么会将对应的回调函数注册到任务队列，并且，任务队列会遵循先进先出的原则

不同的异步操作会进入到不同的任务队列中

任务队列在一贯的说法中，会细分为微任务(Micro Task)和宏任务(Macro Task)，并且微任务的优先级会比宏任务高

尽管当前W3C最新标准中，已无宏任务的概念，而是用微任务队列、交互队列、延时队列等...，但目前使用微/宏任务概念来理解也并无问题

常见的微任务： Promise.then、Promise.catch、MutaionObserver

常见宏任务：setTimeout、setInterval、I/O 操作、DOM 事件、script 标签

注意，每个宏任务执行时，会先完整执行其所有同步代码，然后清空当前微任务队列(包括嵌套产生的微任务)，最后才会处理下一个宏任务

图解事件循环机制

事件循环是用来处理异步任务的核心机制

用一句话来概括就是，在同步任务执行完后，回调栈会不断从任务队列中读取回调函数并压入栈中执行，这个运作流程机制就被称为事件循环(Event Loop)

所有同步代码直接进入调用栈，按顺序执行，直到调用栈清空
调用栈清空后，查找任务队列是否有任务
如果有，遵循先进先出的规则将最老的回调(最先进入任务队列的回调)推入栈中执行
重复上述流程，形成事件循环

第二、三步中，我们说会查找任务队列是否有任务并推入执行，由于微任务队列有很高的优先级，所以查找的顺序展开来说是：

优先检查微任务队列，如果队列不为空，遵循先进先出的规则推入栈中执行
当微任务队列清空后，当前事件循环就走完了
然后从宏任务中取出一个任务(最先进入的)，推入调用栈执行，就进入下一轮循环

图示

理论总是抽象的，我们来举个实际的例子，你可以先思考一下这段代码的输出顺序

    console.log('task1')

    setTimeout(()=>{
      new Promise((resolve,reject)=>{
        console.log('task2')
        resolve()
      }).then(()=>{
        console.log('task4')
      }).then(()=>{
        console.log('task7')
      })
    },0)

    new Promise((resolve,reject)=>{
      console.log('task3')
      resolve()
    }).then(()=>{
      console.log('task6')
    })

    console.log('task5')

逐步分析这段代码：

第一轮事件循环(宏任务1: script)：

同步任务
- 执行 console.log('task1')，输出 task1
- 遇到 setTimeout ，当 time 时间结束时将其回调函数注册并放入宏任务队列
- 执行 new Promise 中的执行器函数，输出 task3
- 执行器函数中的 resolve 方法执行，将 then 的回调函数注册到微任务队列
- 执行 console.log('task5')，输出 task5
- 至此，第一轮的同步任务执行完毕
微任务队列
- 执行 then 的回调函数，输出 task6
- 微任务队列清空

图示：

第二轮事件循环(宏任务2：setTimeout 注册的回调)

同步任务
- 执行 setTimeout 注册的回调，创建了一个 Promise
- 执行 Promise 执行器函数中的 console.log('task2') ，输出 task2
- 执行 resolve 方法，将第一个 then 的回调函数注册到微任务队列
- 至此，同步任务执行完毕
微任务队列
- 执行第一个 then 的回调函数，输出 task4
- then 的链式调用，注册第二个 then 的回调函数
- 执行第二个 then 的回调函数，输出 task7
- 微任务队列清空

图示：

最终输出顺序是：task1 task3 task5 task6 task2 task4 task7

当面对一段包含同步、异步的代码段时，能够清楚明白其运行机制，知道输出顺序，即可算掌握

总结

文章开篇我们围绕同步任务和异步任务做了介绍：

同步任务按顺序，在栈中顺序执行
异步任务的回调函数注册到任务队列

引出了任务队列的存在后，讲解了任务队列细分为微任务和宏任务，微任务队列的优先级最高

最后是本文核心，理解事件循环，一句话来概括就是：在同步任务执行完后，回调栈会不断从任务队列中读取回调函数并压入栈中执行

这里要注意，结合实践代码来分析才能真正理解掌握

参考资料