原来 JS 的事件循环机制这么简单

eventloop

前言

在 JavaScript 中,代码的执行顺序并不是完全按照它们的书写顺序,比如下面这段代码:

setTimeout(() => {
  console.log(1)
}, 0)

new Promise((resolve, reject) => {
  console.log(2)
  resolve(3)
}).then(res => {
  console.log(res)
})

console.log(4)

如果按照书写顺序理解,输出顺序将会是:1 -> 2 -> 3 -> 4

但事实上并非如此,其最终的输出顺序其实是:2 -> 4 -> 3 -> 1,跟书写顺序有很大的区别,想要理解为何如此,必须了解 JS 的事件循环机制。

什么是事件循环?

事件循环,即 Event Loops。用于协调事件、用户交互、JavaScript 脚本、DOM 渲染、网络请求等等的执行顺序问题。

ECMAScript 标准规定,一个遵循 ECMAScript 的客户端(浏览器、Node.js 等)必须遵循事件循环机制。

任务队列

事件循环是由一个个的任务队列组成的。任务队列(Task Queues)顾名思义就是一组任务的集合。

由于 JavaScript 是 单线程 语言,所以在 JS 中所有的任务都需要排队执行,这些任务共同组成了任务队列,依次排队执行的过程,形成一个执行栈(Execution Context Stack)

在任务队列中最先执行是同步任务。

什么是同步任务?

同步任务(Synchronous Task),就是当上一个任务执行完成后,接下来可以立即执行的任务。它们在主线程上依次排队执行,直到清空。

比如,下面代码中的 for()console.log() 将会依次执行,最终输出 start 0 1 2 end

console.log("start")

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  console.log(i)
}

console.log("end")

相对于同步任务,异步任务的执行充满了不确定性。

什么是异步任务?

异步任务(Asynchronous Task),就是需要等待被通知才以执行的任务。也就是说,它们不会直接进入主线程执行,而是进入到微任务队列或下一次事件循环中的任务队列进行等待。

常见的异步任务有:

  • XMLHttpRequest()fetch()WebSocket()

  • Promise.then()Promise.catch()Promise.finally()

  • setTimeout()setInterval()

等待,就意味着不确定性。比如,XMLHttpRequest() 等待服务器响应,Promise.then() 等待 resolve()setTimeout() 等待时间结束。

所以虽然都是异步任务,它们的执行的顺序仍然会有所区别。因此,我们将它们分为宏任务微任务

什么是宏任务?

宏任务(MacroTask),就是指进入任务队列的任务。比如:

由于当前任务队列已经处于执行状态,所以任务队列中遇到的宏任务将进入到下一次事件循环的任务队列,而微任务则会被放入到本次事件循环的微任务队列中。

什么是微任务?

微任务(Microtask 或 Jobs),每次事件循环都会有一个初始为空的微任务队列。常见的微任务有:

  • Promise.then()Promise.catch()Promise.finally()

  • MutationObserver()(浏览器环境)

  • process.nextTick()(Node.js 环境)

测试题

看到这里,JavaScript 的事件循环机制差不多就解释完了,总的来说,其分为同步任务和异步任务,异步任务又分为宏任务和微任务。

大家可以通过下面的几道测试题检查一下自己的掌握程度。

  • setTimeout(() => {
      console.log(1)
    }, 0)
    
    for (let i = 2; i <= 3; i++) {
      console.log(i)
    }
    
    console.log(4)
    
    setTimeout(() => {
      console.log(5)
    }, 0)
    
    for (let i = 6; i <= 7; i++) {
      console.log(i)
    }
    
    console.log(8)
    
  • console.log(1)
    
    async function async1() {
      await async2()
      console.log(2)
    }
    
    async function async2() {
      console.log(3)
    }
    
    async1()
    
    setTimeout(() => {
      console.log(4)
    }, 0)
    
    new Promise(resolve => {
      console.log(5)
      resolve()
    })
      .then(() => {
        console.log(6)
      })
      .then(() => {
        console.log(7)
      })
    
    console.log(8)
    
  • console.log(1)
    
    function a() {
      return new Promise(resolve => {
        console.log(2)
        setTimeout(() => {
          resolve()
          console.log(3)
        }, 0)
      })
    }
    
    a().then(() => {
      console.log(4)
    })
    

参考资料:

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