前端中的事件循環eventloop機制

做者：蚊子

咱們知道 js 是單線程執行的，那麼異步的代碼 js 是怎麼處理的呢？例以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);

複製代碼

在不運行的狀況能夠先猜想下最終的輸出，而後展開咱們要說的內容。

1. 宏任務與微任務

依據咱們多年編寫 ajax 的經驗：js 應該是按照語句前後順序執行，在出現異步時，則發起異步請求後，接着往下執行，待異步結果返回後再接着執行。但他內部是怎樣管理這些執行任務的呢？

在 js 中，任務分爲宏任務(macrotask)和微任務(microtask)，這兩個任務分別維護一個隊列，均採用先進先出的策略進行執行！同步執行的任務都在宏任務上執行。

宏任務主要有：script(總體代碼)、setTimeout、setInterval、I/O、UI 交互事件、postMessage、MessageChannel、setImmediate(Node.js 環境)。

微任務主要有：Promise.then、 MutationObserver、 process.nextTick(Node.js 環境)。

具體的操做步驟以下：

1. 從宏任務的頭部取出一個任務執行；
2. 執行過程當中若遇到微任務則將其添加到微任務的隊列中；
3. 宏任務執行完畢後，微任務的隊列中是否存在任務，若存在，則挨個兒出去執行，直到執行完畢；
4. GUI 渲染；
5. 回到步驟 1，直到宏任務執行完畢；

這 4 步構成了一個事件的循環檢測機制，即咱們所稱的eventloop。

回到咱們上面說的代碼：

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);

複製代碼

執行步驟以下：

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

所以，最終的輸出順序爲：1, 3, 5, 4, 2, 6, 7;

咱們在Promise.then實現一個稍微耗時的操做，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);
})

複製代碼

Promise.then中，先生成一個500萬隨機數的數組，而後對這個數組進行排序。運行這段代碼能夠發現：立刻會輸出1，稍等一下子纔會輸出3，而後再輸出2。不論等待多長時間輸出3，2必定會在3的後面輸出。這也就印證了eventloop中的第3步操做，必須等全部的微任務執行完畢後，纔開始下一個宏任務。

同時，這段代碼的輸出頗有意思：

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

複製代碼

原本要設定的是400ms後輸出，但由於以前的任務耗時嚴重，致使以後的任務只能延遲日後排。也能說明，setTimeout和setInterval這種操做的延時是不許確的，這兩個方法只能大概將任務400ms以後的宏任務中，但具體的執行時間，仍是要看線程是否空閒。若前一個任務中有耗時的操做，或者有無限的微任務加入進來時，則會阻塞下一個任務的執行。

2. async-await

從上面的代碼中也能看到 Promise.then 中的代碼是屬於微服務，那麼 async-await 的代碼怎麼執行呢？好比下面的代碼：

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);

複製代碼

其實，async-await 只是 Promise+generator 的一種語法糖而已。上面的代碼咱們改寫爲這樣，能夠更加清晰一點：

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

複製代碼

這樣咱們就能明白輸出的前後順序了： 1, 0.4793526730678652(隨機數), 2, 1557830834679(時間戳);

3. requestAnimationFrame

requestAnimationFrame也屬於執行是異步執行的方法，但我任務該方法既不屬於宏任務，也不屬於微任務。按照MDN中的定義：

window.requestAnimationFrame() 告訴瀏覽器——你但願執行一個動畫，而且要求瀏覽器在下次重繪以前調用指定的回調函數更新動畫。該方法須要傳入一個回調函數做爲參數，該回調函數會在瀏覽器下一次重繪以前執行

requestAnimationFrame是GUI渲染以前執行，但在微服務以後，不過requestAnimationFrame不必定會在當前幀必須執行，由瀏覽器根據當前的策略自行決定在哪一幀執行。

4. 總結

咱們要記住最重要的兩點：js是單線程和eventloop的循環機制。