這一次，完全弄懂 JavaScript 執行機制

時間 2021-03-08

標籤 javascript 前端 java node 程序員 es6 ajax chrome promise 異步欄目 JavaScript 简体版

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1. JavaScript事件循環

JavaScript是單線程，JS任務要一個一個順序執行。若是一個任務耗時過長，那麼後一個任務必須等待。會形成阻塞，所以聰明的程序員將任務分爲兩類：javascript

同步任務
異步任務

當咱們打開網站時，網頁的渲染過程就是一大堆同步任務，好比頁面骨架和頁面元素的渲染。而像加載圖片音樂之類佔用資源大耗時久的任務，就是異步任務。關於這部分有嚴格的文字定義，但本文的目的是用最小的學習成本完全弄懂執行機制，因此咱們用導圖來講明：前端

導圖要表達的內容用文字來表述的話：java

首先判斷JS是同步仍是異步,同步就進入主線程，異步的進入Event Table並註冊函數。
當知足觸發條件後，Event Table會將這個函數移入Event Queue(事件隊列)。
主線程內的任務執行完畢爲空，會去Event Queue查看是否有可執行的異步任務,若是有就推入主線程中
上述過程會不斷重複，這就是常說的Event Loop(事件循環)。
事件循環是JS實現異步的一種方法，也是JS的執行機制。

那怎麼知道主線程執行棧爲空呢？js引擎存在監控進程monitoring process，會持續不斷的檢查主線程執行棧是否爲空，一旦爲空，就會去Event Queue 檢查是否有等待被調用的函數。node

let data = [];
$.ajax({
    url:www.javascript.com,
    data:data,
    success:() => {
                console.log('發送成功!');
            }
})
console.log('代碼執行結束');

ajax進入Event Table，註冊回調函數success。
執行console.log('代碼執行結束')。
ajax事件完成，回調函數success進入Event Queue。
主線程從Event Queue讀取回調函數success並執行。

2.setTimeout

大名鼎鼎的setTimeout無需再多言，你們對他的第一印象就是異步能夠延時執行，咱們常常這麼實現延時3秒執行：程序員

setTimeout(() => {
    console.log('延時3秒');
},3000)
console.log('執行console');

//執行console
//延時3秒

漸漸的setTimeout用的地方多了，問題也出現了，有時候明明寫的延時3秒，實際卻5，6秒才執行函數，這又咋回事啊？es6

咱們修改一下前面的代碼：ajax

setTimeout(() => {
    task()
},3000)

sleep(10000000)

乍一看其實差很少嘛，但咱們把這段代碼在chrome執行一下，卻發現控制檯執行task()須要的時間遠遠超過3秒，這時候咱們須要從新理解setTimeout的定義。咱們先說上述代碼是怎麼執行的：chrome

task()進入Event Table並註冊，計時開始。
執行sleep函數，很慢，很是慢，計時仍在繼續。
3秒到了，計時事件timeout完成，task()進入Event Queue，可是sleep也太慢了吧，還沒執行完，只好等着。
sleep終於執行完了，task()終於從Event Queue進入了主線程執行。

上述的流程走完，咱們知道setTimeout這個函數，是通過指定時間後，把要執行的任務(本例中爲task())加入到Event Queue中，又由於是單線程任務要一個一個執行，若是前面的任務須要的時間過久，那麼只能等着，致使真正的延遲時間遠遠大於3秒。promise

咱們還常常遇到setTimeout(fn,0)這樣的代碼，0秒後執行又是什麼意思呢？是否是能夠當即執行呢？異步

答案是不會的，setTimeout(fn,0)的含義是，指定某個任務在主線程最先可得的空閒時間執行，意思就是不用再等多少秒了，（而HTML5標準規定了setTimeout的最短間隔，不得低於4毫秒，若是低於這個值，就會自動增長，所以即使主線程爲空，0毫秒實際上也是達不到的），只要主線程執行棧內的同步任務所有執行完成，棧爲空就開始執行。

console.log('先執行這裏');
setTimeout(() => {
    console.log('執行啦')
},0);

//先執行這裏
//執行啦

//-----------------------------------

console.log('先執行這裏');
setTimeout(() => {
    console.log('執行啦')
},3000);  

//先執行這裏
// ... 3s later
// 執行啦

3.Promise與process.nextTick(callback)

Promise的定義和功能本文再也不贅述，不瞭解的讀者能夠學習一下阮一峯老師的Promise。而process.nextTick(callback)（Nodejs獨有），在事件循環的下一次循環中調用 callback 回調函數。

咱們進入正題，除了廣義的同步任務和異步任務，咱們對任務有更精細的定義：

macro-task(宏任務)：包括總體代碼script，setTimeout，setInterval，事件綁定，ajax，回調函數等
micro-task(微任務)：Promise，process.nextTick

不一樣類型的任務會進入對應的Event Queue，事件循環的順序，決定JS代碼的執行順序。進入總體代碼(宏任務)後，開始第一次循環。接着執行全部的微任務。而後再次從宏任務開始，找到其中一個任務隊列執行完畢，再執行全部的微任務。聽起來有點繞，用一段代碼說明：

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout');
})

new Promise(function(resolve) {
    console.log('promise');
}).then(function() {
    console.log('then');
})

console.log('console');

這段代碼做爲宏任務，進入主線程。
先遇到setTimeout，那麼將其回調函數註冊後分發到宏任務Event Queue。(註冊過程與上同，下文再也不描述)
接下來遇到new Promise當即執行，then函數分發到微任務Event Queue。
遇到console.log()，當即執行。
此時總體代碼script做爲第一個宏任務執行結束，看看有哪些微任務？咱們發現了then在微任務Event Queue裏面，執行。
ok，第一輪事件循環結束了，咱們開始第二輪循環，固然要從宏任務Event Queue開始。咱們發現了宏任務Event Queue中setTimeout對應的回調函數，當即執行。
結束。

事件循環，宏任務，微任務的關係如圖所示：

咱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')
    })
})

1. 第一輪事件循環流程分析以下：

總體script做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。咱們暫且記爲 setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回調函數被分發到微任務Event Queue中。咱們記爲 process1。
遇到new Promise直接執行，輸出 7。then被分發到微任務Event Queue中。咱們記爲 then1。
又遇到了setTimeout，其回調函數被分發到宏任務Event Queue中，咱們記爲 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的狀況，此時已經輸出了1和7。
發現存在 process1 和 then1 兩個微任務。
執行process1，輸出 6。
執行then1，輸出 8。
第一輪事件循環正式結束，這一輪的結果是輸出 1，7，6，8。

宏任務Event Queue	微任務Event Queue
setTimeout1	process1
setTimeout2	then1

2. 第二輪事件循環從setTimeout1宏任務開始：

首先輸出 2。遇到process.nextTick()，將其分發到微任務Event Queue中，標記爲 process2。
new Promise當即執行輸出 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後，發現有 process2 和 then2 兩個微任務能夠執行。
輸出 3。
輸出 5。
第二輪事件循環結束，第二輪輸出 2，4，3，5。

宏任務Event Queue	微任務Event Queue
setTimeout2	process2
	then2

3. 第三輪事件循環開始，此時只剩setTimeout2，執行。

直接輸出 9。
將process.nextTick()分發到微任務Event Queue中。記爲 process3。
new Promise當即執行，輸出 11。
將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後，執行兩個微任務 process3 和 then3。
輸出 10。
輸出 12。
第三輪事件循環結束，第三輪輸出 9，11，10，12。