前端js中的事件循環(huán)eventloop機制詳解

前言

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我們知道 js 是單線程執(zhí)行的，那么異步的代碼 js 是怎么處理的呢？例如下面的代碼是如何進行輸出的：

console.log(1);
setTimeout(function() {
 console.log(2);
}, 0);
new Promise(function(resolve) {
 console.log(3);
 resolve(Date.now());
}).then(function() {
 console.log(4);
});
console.log(5);
setTimeout(function() {
 new Promise(function(resolve) {
  console.log(6);
  resolve(Date.now());
 }).then(function() {
  console.log(7);
 });
}, 0);

在不運行的情況可以先猜測下最終的輸出，然后展開我們要說的內(nèi)容。

1. 宏任務(wù)與微任務(wù)

依據(jù)我們多年編寫 ajax 的經(jīng)驗：js 應(yīng)該是按照語句先后順序執(zhí)行，在出現(xiàn)異步時，則發(fā)起異步請求后，接著往下執(zhí)行，待異步結(jié)果返回后再接著執(zhí)行。但他內(nèi)部是怎樣管理這些執(zhí)行任務(wù)的呢？

在 js 中，任務(wù)分為宏任務(wù)(macrotask)和微任務(wù)(microtask)，這兩個任務(wù)分別維護一個隊列，均采用先進先出的策略進行執(zhí)行！同步執(zhí)行的任務(wù)都在宏任務(wù)上執(zhí)行。

宏任務(wù)主要有：script(整體代碼)、setTimeout、setInterval、I/O、UI 交互事件、postMessage、MessageChannel、setImmediate(Node.js 環(huán)境)。

微任務(wù)主要有：Promise.then、 MutationObserver、 process.nextTick(Node.js 環(huán)境)。

具體的操作步驟如下：

從宏任務(wù)的頭部取出一個任務(wù)執(zhí)行；
執(zhí)行過程中若遇到微任務(wù)則將其添加到微任務(wù)的隊列中；
宏任務(wù)執(zhí)行完畢后，微任務(wù)的隊列中是否存在任務(wù)，若存在，則挨個兒出去執(zhí)行，直到執(zhí)行完畢；
GUI 渲染；
回到步驟 1，直到宏任務(wù)執(zhí)行完畢；

這 4 步構(gòu)成了一個事件的循環(huán)檢測機制，即我們所稱的eventloop。

回到我們上面說的代碼：

console.log(1);
setTimeout(function() {
 console.log(2);
}, 0);
new Promise(function(resolve) {
 console.log(3);
 resolve(Date.now());
}).then(function() {
 console.log(4);
});
console.log(5);
setTimeout(function() {
 new Promise(function(resolve) {
  console.log(6);
  resolve(Date.now());
 }).then(function() {
  console.log(7);
 });
}, 0);

執(zhí)行步驟如下：

執(zhí)行 log(1)，輸出 1；
遇到 setTimeout，將回調(diào)的代碼 log(2)添加到宏任務(wù)中等待執(zhí)行；
執(zhí)行 console.log(3)，將 then 中的 log(4)添加到微任務(wù)中；
執(zhí)行 log(5)，輸出 5；
遇到 setTimeout，將回調(diào)的代碼 log(6, 7)添加到宏任務(wù)中；
宏任務(wù)的一個任務(wù)執(zhí)行完畢，查看微任務(wù)隊列中是否存在任務(wù)，存在一個微任務(wù) log(4)（在步驟 3 中添加的），執(zhí)行輸出 4；
取出下一個宏任務(wù) log(2)執(zhí)行，輸出 2；
宏任務(wù)的一個任務(wù)執(zhí)行完畢，查看微任務(wù)隊列中是否存在任務(wù)，不存在；
取出下一個宏任務(wù)執(zhí)行，執(zhí)行 log(6)，將 then 中的 log(7)添加到微任務(wù)中；
宏任務(wù)執(zhí)行完畢，存在一個微任務(wù) log(7)（在步驟 9 中添加的），執(zhí)行輸出 7；

因此，最終的輸出順序為：1, 3, 5, 4, 2, 6, 7;

我們在Promise.then實現(xiàn)一個稍微耗時的操作，這個步驟看起來會更加地明顯：

console.log(1);
var start = Date.now();
setTimeout(function() {
 console.log(2);
}, 0);
setTimeout(function() {
 console.log(4, Date.now() - start);
}, 400);
Promise.resolve().then(function() {
 var sum = function(a, b) {
  return Number(a) + Number(b);
 }
 var res = [];
 for(var i=0; i<5000000; i++) {
  var a = Math.floor(Math.random()*100);
  var b = Math.floor(Math.random()*200);
  res.push(sum(a, b));
 }
 res = res.sort();
 console.log(3);
})

Promise.then中，先生成一個500萬隨機數(shù)的數(shù)組，然后對這個數(shù)組進行排序。運行這段代碼可以發(fā)現(xiàn)：馬上會輸出1，稍等一會兒才會輸出3，然后再輸出2。不論等待多長時間輸出3，2一定會在3的后面輸出。這也就印證了eventloop中的第3步操作，必須等所有的微任務(wù)執(zhí)行完畢后，才開始下一個宏任務(wù)。

同時，這段代碼的輸出很有意思：

setTimeout(function() {
 console.log(4, Date.now() - start); // 4, 1380 電腦狀態(tài)的不同，輸出的時間差也不一樣
}, 400);

本來要設(shè)定的是400ms后輸出，但因為之前的任務(wù)耗時嚴重，導(dǎo)致之后的任務(wù)只能延遲往后排。也能說明，setTimeout和setInterval這種操作的延時是不準(zhǔn)確的，這兩個方法只能大概將任務(wù)400ms之后的宏任務(wù)中，但具體的執(zhí)行時間，還是要看線程是否空閑。若前一個任務(wù)中有耗時的操作，或者有無限的微任務(wù)加入進來時，則會阻塞下一個任務(wù)的執(zhí)行。

2. async-await

從上面的代碼中也能看到 Promise.then 中的代碼是屬于微服務(wù)，那么 async-await 的代碼怎么執(zhí)行呢？比如下面的代碼：

function A() {
  return Promise.resolve(Date.now());
}
async function B() {
  console.log(Math.random());
  let now = await A();
  console.log(now);
}
console.log(1);
B();
console.log(2);

其實，async-await 只是 Promise+generator 的一種語法糖而已。上面的代碼我們改寫為這樣，可以更加清晰一點：

function B() {
  console.log(Math.random());
  A().then(function(now) {
    console.log(now);
  })
}
console.log(1);
B();
console.log(2);

這樣我們就能明白輸出的先后順序了： 1, 0.4793526730678652(隨機數(shù)), 2, 1557830834679(時間戳);

3. requestAnimationFrame

requestAnimationFrame也屬于執(zhí)行是異步執(zhí)行的方法，但我任務(wù)該方法既不屬于宏任務(wù)，也不屬于微任務(wù)。按照MDN中的定義：

window.requestAnimationFrame() 告訴瀏覽器——你希望執(zhí)行一個動畫，并且要求瀏覽器在下次重繪之前調(diào)用指定的回調(diào)函數(shù)更新動畫。該方法需要傳入一個回調(diào)函數(shù)作為參數(shù)，該回調(diào)函數(shù)會在瀏覽器下一次重繪之前執(zhí)行

requestAnimationFrame是GUI渲染之前執(zhí)行，但在微服務(wù)之后，不過requestAnimationFrame不一定會在當(dāng)前幀必須執(zhí)行，由瀏覽器根據(jù)當(dāng)前的策略自行決定在哪一幀執(zhí)行。

4. 總結(jié)

我們要記住最重要的兩點：js是單線程和eventloop的循環(huán)機制。

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對創(chuàng)新互聯(lián)的支持。

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