## 前言
`Event Loop`即事件循环,是浏览器或`Node`解决单线程运行时不会阻塞的一种机制。
在正式学习`Event Loop`之前,先需要解决几个问题:
1. 什么是同步与异步?
2. `JavaScript`是一门单线程语言,那如何实现异步?
3. 同步任务和异步任务的执行顺序如何?
4. 异步任务是否存在优先级?
## 同步与异步
计算机领域中的同步与异步和我们现实社会的同步和异步正好相反。现实中的同步,就是同时进行,突出的是"同",比如看足球比赛的时候吃着零食,两件事情同时发生;异步就是不同时。但计算机中与现实存在一定差异。
### 举个栗子
天气冷了,早上刚醒来想喝点热水暖暖身子,但这每天起早贪黑996,晚上回来太累躺下就睡,没开水啊,没法子,只好急急忙忙去烧水。
现在早上太冷了啊,不由得在被窝里面多躺了一会,收拾的时间紧紧巴巴,不能空等水开,于是我便趁此去洗漱,收拾自己。 洗漱完,水开了,喝到暖暖的热水,舒服啊!
舒服完,开启新的996之日,打工人出发!
烧水和洗漱是在同时间进行的,这就是**计算机中的异步**。
**计算机中的同步**是连续性的动作,上一步未完成前,下一步会发生堵塞,直至上一步完成后,下一步才可以继续执行。例如:只有等水开,才能喝到暖暖的热水。
## 单线程却可以异步?
`JavaScript`的确是一门单线程语言,但是浏览器`UI`是多线程的,异步任务借助浏览器的线程和`JavaScript`的执行机制实现。 例如,`setTimeout`就借助浏览器定时器触发线程的计时功能来实现。
### 浏览器线程
1. `GUI`渲染线程
* 绘制页面,解析HTML、CSS,构建DOM树等
* 页面的重绘和重排
* 与JS引擎互斥(JS引擎阻塞页面刷新)
2. `JS`引擎线程
* js脚本代码执行
* 负责执行准备好的事件,例如定时器计时结束或异步请求成功且正确返回
* 与GUI渲染线程互斥
3. 事件触发线程
* 当对应的事件满足触发条件,将事件添加到js的任务队列末尾
* 多个事件加入任务队列需要排队等待
4. 定时器触发线程
* 负责执行异步的定时器类事件:setTimeout、setInterval等
* 浏览器定时计时由该线程完成,计时完毕后将事件添加至任务队列队尾
5. `HTTP`请求线程
* 负责异步请求
* 当监听到异步请求状态变更时,如果存在回调函数,该线程会将回调函数加入到任务队列队尾
## 同步与异步执行顺序
1. `JavaScript`将任务分为同步任务和异步任务,同步任务进入主线中中,异步任务首先到`Event Table`进行回调函数注册。
2. 当异步任务的**触发条件满足**,将回调函数从`Event Table`压入`Event Queue`中。
3. 主线程里面的同步任务执行完毕,系统会去`Event Queue`中读取异步的回调函数。
4. 只要主线程空了,就会去`Event Queue`读取回调函数,这个过程被称为`Event Loop`。
### 举个栗子
> * setTimeout(cb, 1000),当1000ms后,就将cb压入Event Queue。
> * ajax(请求条件, cb),当http请求发送成功后,cb压入Event Queue。
### EventLoop执行流程
**Event Loop**执行的流程如下:
![1.webp](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/b55d3524a0dc4352a731ccc6321e1e4d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:1512:0:0:0.awebp?)
下面一起来看一个例子,熟悉一下上述流程。
~~~
javascript复制代码// 下面代码的打印结果?
// 同步任务 打印 first
console.log("first");
setTimeout(() => {
// 异步任务 压入Event Table 4ms之后cb压入Event Queue
console.log("second");
},0)
// 同步任务 打印last
console.log("last");
// 读取Event Queue 打印second
~~~
### 常见异步任务
* `DOM`事件
* `AJAX`请求
* 定时器`setTimeout`和`setlnterval`
* `ES6`的`Promise`
## 异步任务的优先级
下面继续来看一个案例:
~~~
javascript复制代码setTimeout(() => {
console.log(1);
}, 1000)
new Promise(function(resolve){
console.log(2);
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log(3)
});
console.log(4)
~~~
按照上面的学习: 可以很轻松得出案例的打印结果:**2,4,1,3**。
> Promise定义部分为同步任务,回调部分为异步任务
将案例代码在控制台运行,最终返回结果却有些出人意料:
![2.webp](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4dd50ce7e38c41ad94ba809aa656ec25~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:1512:0:0:0.awebp?)
刚看到如此结果,我的第一感觉是,`setTimeout`函数1s触发太慢导致它加入`Event Queue`的时间晚于`Promise.then`
于是我修改了`setTimeout`的回调时间为0(浏览器最小触发时间为`4ms`),但结果仍为发生改变。
那么也就意味着,`JavaScript`的异步任务是存在优先级的。
## 宏任务和微任务
`JavaScript`除了广义上将任务划分为同步任务和异步任务,还对异步任务进行了更精细的划分。异步任务又进一步分为微任务和宏任务。
![3.webp](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/57ccee37e14042988106786ed382bd20~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:1512:0:0:0.awebp?)
> * `history traversal`任务(`h5`当中的历史操作)
> * `process.nextTick`(`nodejs`中的一个异步操作)
> * `MutationObserver`(`h5`里面增加的,用来监听`DOM`节点变化的)
宏任务和微任务分别有各自的任务队列`Event Queue`,即宏任务队列和微任务队列。
## Event Loop执行过程
了解到宏任务与微任务过后,我们来学习宏任务与微任务的执行顺序。
1. 代码开始执行,创建一个全局调用栈,`script`作为宏任务执行
2. 执行过程过同步任务立即执行,异步任务根据异步任务类型分别注册到微任务队列和宏任务队列
3. 同步任务执行完毕,查看微任务队列
* 若存在微任务,将微任务队列全部执行(包括执行微任务过程中产生的新微任务)
* 若无微任务,查看宏任务队列,执行第一个宏任务,宏任务执行完毕,查看微任务队列,重复上述操作,直至宏任务队列为空
更新一下`Event Loop`的执行顺序图:
![4.webp](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/c1a476f326234c7693debcc1d483fa41~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:1512:0:0:0.awebp?)
## 总结
在上面学习的基础上,重新分析当前案例:
~~~
javascript复制代码setTimeout(() => {
console.log(1);
}, 1000)
new Promise(function(resolve){
console.log(2);
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log(3)
});
console.log(4)
~~~
分析过程见下图:
![5.webp](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/fedf8b829d8b48dbaf1e2366d7a345ad~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-in-crop-mark:1512:0:0:0.awebp?)
## 面试题
文章的最后附赠几道经典面试题,可以测试一下自己对`Event Loop`的掌握程度。
### 题目一
~~~
js复制代码console.log('script start');
setTimeout(() => {
console.log('time1');
}, 1 * 2000);
Promise.resolve()
.then(function() {
console.log('promise1');
}).then(function() {
console.log('promise2');
});
async function foo() {
await bar()
console.log('async1 end')
}
foo()
async function errorFunc () {
try {
await Promise.reject('error!!!')
} catch(e) {
console.log(e)
}
console.log('async1');
return Promise.resolve('async1 success')
}
errorFunc().then(res => console.log(res))
function bar() {
console.log('async2 end')
}
console.log('script end');
~~~
### 题目二
~~~
js复制代码setTimeout(() => {
console.log(1)
}, 0)
const P = new Promise((resolve, reject) => {
console.log(2)
setTimeout(() => {
resolve()
console.log(3)
}, 0)
})
P.then(() => {
console.log(4)
})
console.log(5)
~~~
### 题目三
~~~
js复制代码var p1 = new Promise(function(resolve, reject){
resolve("2")
})
setTimeout(function(){
console.log("1")
},10)
p1.then(function(value){
console.log(value)
})
setTimeout(function(){
console.log("3")
},0)
~~~