JS的事件執行機制

對於普通的事件的執行過程:

        js會將同步和異步任務分別放入不同的執行"場所",同步的進入主線程(先執行,同步任務實質上是一個宏任務),異步任務進入Event Table並註冊函數。當指定的事情完成時,Event Table會將這個函數移入Event Queue。(指定的事情比如setTimeout的定義的時間完成時)主線程內的任務執行完畢爲空,會去Event Queue讀取對應的函數,進入主線程執行。上述過程會不斷重複,也就是常說的Event Loop(事件循環)。如下圖:

但但是js異步有一個機制,就是遇到宏任務,先執行宏任務,將宏任務放入eventqueue,然後再執行微任務,將微任務放入eventqueue。最騷的是,這兩個queue不是一個queue。當你往外拿的時候先從微任務裏拿這個回調函數,然後再從宏任務的queue上拿宏任務的回調函數。異步事件執行的最快時間是4ms。

宏任務和微任務的分類

macro task(宏任務): 同步代碼(整塊script代碼)、setImmediate、MessageChannel、setTimeout/setInterval

micro task(微任務): Promise.then(不是promise,promise會立即執行)、MutationObserver,還有process.nextTick等。

下面以一道關於promise, setTimeout和promise.then的題目爲例:

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('promise');
}).then(function() {
    console.log('then');
})
console.log('console');
  • 這段代碼作爲宏任務,進入主線程。
  • 先遇到setTimeout,然後將其回調函數註冊後分發到宏任務Event Queue。(註冊過程與上同,下文不再描述)
  • 接下來遇到了Promise,new Promise立即執行,then函數分發到微任務Event Queue。
  • 遇到console.log(),立即執行。
  • 好啦,整體代碼script作爲第一個宏任務執行結束,看看有哪些微任務?我們發現了then在微任務Event Queue裏面,執行。
  • ok,第一輪事件循環結束了,我們開始第二輪循環,當然要從宏任務Event Queue開始。我們發現了宏任務Event Queue中setTimeout對應的回調函數,立即執行。
  • 結束。 

事件循環、宏任務,微任務的關係如圖

事件循環的順序,決定js代碼的執行順序。進入整體代碼(宏任務)後,開始第一次循環。接着執行所有的微任務。然後再次從宏任務開始,找到其中一個任務隊列執行完畢,再執行所有的微任務。

我們來分析一段較複雜的代碼,看看你是否真的掌握了js的執行機制:

console.log('1');

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})
process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})

第一輪事件循環流程分析如下:

  • 整體script作爲第一個宏任務進入主線程,遇到console.log,輸出1。
  • 遇到setTimeout,其回調函數被分發到宏任務Event Queue中。我們暫且記爲setTimeout1
  • 遇到process.nextTick(),其回調函數被分發到微任務Event Queue中。我們記爲process1
  • 遇到Promisenew Promise直接執行,輸出7。then被分發到微任務Event Queue中。我們記爲then1
  • 又遇到了setTimeout,其回調函數被分發到宏任務Event Queue中,我們記爲setTimeout2
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
setTimeout1 process1
setTimeout2 then1
  • 上表是第一輪事件循環宏任務結束時各Event Queue的情況,此時已經輸出了1和7。

  • 我們發現了process1then1兩個微任務。

  • 執行process1,輸出6。
  • 執行then1,輸出8。

好了,第一輪事件循環正式結束,這一輪的結果是輸出1,7,6,8。那麼第二輪時間循環從setTimeout1宏任務開始:

  • 首先輸出2。接下來遇到了process.nextTick(),同樣將其分發到微任務Event Queue中,記爲process2new Promise立即執行輸出4,then也分發到微任務Event Queue中,記爲then2
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
setTimeout2 process2
  then2
  • 第二輪事件循環宏任務結束,我們發現有process2then2兩個微任務可以執行。
  • 輸出3。
  • 輸出5。
  • 第二輪事件循環結束,第二輪輸出2,4,3,5。
  • 第三輪事件循環開始,此時只剩setTimeout2了,執行。
  • 直接輸出9。
  • process.nextTick()分發到微任務Event Queue中。記爲process3
  • 直接執行new Promise,輸出11。
  • then分發到微任務Event Queue中,記爲then3
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
  process3
  then3
  • 第三輪事件循環宏任務執行結束,執行兩個微任務process3then3
  • 輸出10。
  • 輸出12。
  • 第三輪事件循環結束,第三輪輸出9,11,10,12。

整段代碼,共進行了三次事件循環,完整的輸出爲1,7,6,8,2,4,3,5,9,11,10,12。
(請注意,node環境下的事件監聽依賴libuv與前端環境不完全相同,輸出順序可能會有誤差)

6.寫在最後

(1)js的異步

我們從最開頭就說javascript是一門單線程語言,不管是什麼新框架新語法糖實現的所謂異步,其實都是用同步的方法去模擬的,牢牢把握住單線程這點非常重要。

(2)事件循環Event Loop

事件循環是js實現異步的一種方法,也是js的執行機制。

(3)javascript的執行和運行

執行和運行有很大的區別,javascript在不同的環境下,比如node,瀏覽器,Ringo等等,執行方式是不同的。而運行大多指javascript解析引擎,是統一的。

(4)setImmediate

微任務和宏任務還有很多種類,比如setImmediate等等,執行都是有共同點的,有興趣的同學可以自行了解。

(5)最後的最後

  • javascript是一門單線程語言
  • Event Loop是javascript的執行機制

牢牢把握兩個基本點,以認真學習javascript爲中心,早日實現成爲前端高手的偉大夢想!

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