本文的目的就是要保證你完全弄懂javascript的執行機制，若是讀完本文還不懂，能夠揍我。java
不論你是javascript新手仍是老鳥，不管是面試求職，仍是平常開發工做，咱們常常會遇到這樣的狀況：給定的幾行代碼，咱們須要知道其輸出內容和順序。由於javascript是一門單線程語言，因此咱們能夠得出結論：node
- javascript是按照語句出現的順序執行的
看到這裏讀者要打人了：我難道不知道js是一行一行執行的？還用你說？稍安勿躁，正由於js是一行一行執行的，因此咱們覺得js都是這樣的：程序員
let a = '1'; console.log(a); let b = '2'; console.log(b);複製代碼
然而實際上js是這樣的：es6
setTimeout(function(){ console.log('定時器開始啦') }); new Promise(function(resolve){ console.log('立刻執行for循環啦'); for(var i = 0; i < 10000; i++){ i == 99 && resolve(); } }).then(function(){ console.log('執行then函數啦') }); console.log('代碼執行結束');複製代碼
依照js是按照語句出現的順序執行這個理念，我自信的寫下輸出結果：面試
//"定時器開始啦" //"立刻執行for循環啦" //"執行then函數啦" //"代碼執行結束"複製代碼
去chrome上驗證下，結果徹底不對，瞬間懵了，說好的一行一行執行的呢？ajax
咱們真的要完全弄明白javascript的執行機制了。chrome
1.關於javascript
javascript是一門單線程語言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但javascript是單線程這一核心仍未改變。因此一切javascript版的"多線程"都是用單線程模擬出來的，一切javascript多線程都是紙老虎！promise
2.javascript事件循環
既然js是單線程，那就像只有一個窗口的銀行，客戶須要排隊一個一個辦理業務，同理js任務也要一個一個順序執行。若是一個任務耗時過長，那麼後一個任務也必須等着。那麼問題來了，假如咱們想瀏覽新聞，可是新聞包含的超清圖片加載很慢，難道咱們的網頁要一直卡着直到圖片徹底顯示出來？所以聰明的程序員將任務分爲兩類：
- 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：
導圖要表達的內容用文字來表述的話：
- 同步和異步任務分別進入不一樣的執行"場所"，同步的進入主線程，異步的進入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。
- 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)。
咱們不由要問了，那怎麼知道主線程執行棧爲空啊？js引擎存在monitoring process進程，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那裏檢查是否有等待被調用的函數。
說了這麼多文字，不如直接一段代碼更直白：
let data = []; $.ajax({ url:www.javascript.com, data:data, success:() => { console.log('發送成功!'); } }) console.log('代碼執行結束');複製代碼
上面是一段簡易的ajax請求代碼：
- 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。
相信經過上面的文字和代碼，你已經對js的執行順序有了初步瞭解。接下來咱們來研究進階話題：setTimeout。
3.又愛又恨的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：
setTimeout(() => { console.log('延時3秒'); },3000)複製代碼
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？
先看一個例子：
setTimeout(() => { task(); },3000) console.log('執行console');複製代碼
根據前面咱們的結論，setTimeout是異步的，應該先執行console.log這個同步任務，因此咱們的結論是：
//執行console //task()複製代碼
去驗證一下，結果正確！
而後咱們修改一下前面的代碼：
setTimeout(() => { task() },3000) sleep(10000000)複製代碼
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，說好的延時三秒，爲啥如今須要這麼長時間啊？
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：
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。
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？
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，只要主線程執行棧內的同步任務所有執行完成，棧爲空就立刻執行。舉例說明：
//代碼1 console.log('先執行這裏'); setTimeout(() => { console.log('執行啦') },0);複製代碼
//代碼2 console.log('先執行這裏'); setTimeout(() => { console.log('執行啦') },3000);複製代碼
代碼1的輸出結果是：
//先執行這裏 //執行啦複製代碼
代碼2的輸出結果是：
//先執行這裏 // ... 3s later // 執行啦複製代碼
關於setTimeout要補充的是，即使主線程爲空，0毫秒實際上也是達不到的。根據HTML的標準，最低是4毫秒。有興趣的同窗能夠自行了解。
4.又恨又愛的setInterval
上面說完了setTimeout，固然不能錯過它的孿生兄弟setInterval。他倆差很少，只不事後者是循環的執行。對於執行順序來講，setInterval會每隔指定的時間將註冊的函數置入Event Queue，若是前面的任務耗時過久，那麼一樣須要等待。
惟一須要注意的一點是，對於setInterval(fn,ms)來講，咱們已經知道不是每過ms秒會執行一次fn，而是每過ms秒，會有fn進入Event Queue。一旦setInterval的回調函數fn執行時間超過了延遲時間ms，那麼就徹底看不出來有時間間隔了。這句話請讀者仔細品味。
5.Promise與process.nextTick(callback)
傳統的定時器咱們已經研究過了，接着咱們探究Promise與process.nextTick(callback)的表現。
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)相似node.js版的"setTimeout"，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
- micro-task(微任務)：Promise，process.nextTick
不一樣類型的任務會進入對應的Event Queue，好比setTimeout和setInterval會進入相同的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，咱們用文章最開始的一段代碼說明：
setTimeout(function() { console.log('setTimeout'); }) new Promise(function(resolve) { console.log('promise'); }).then(function() { console.log('then'); }) console.log('console');複製代碼
- 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) - 接下來遇到了
Promise，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。 - 好啦，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') }) })複製代碼
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
Promise，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。
-
咱們發現了
process1和then1兩個微任務。 - 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()，一樣將其分發到微任務Event Queue中，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，咱們發現有
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。
- 第三輪事件循環開始，此時只剩setTimeout2了，執行。
- 直接輸出9。
- 將
process.nextTick()分發到微任務Event Queue中。記爲process3。 - 直接執行
new Promise，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，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。
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與前端環境不徹底相同，輸出順序可能會有偏差)
6.寫在最後
(1)js的異步
咱們從最開頭就說javascript是一門單線程語言，不論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，緊緊把握住單線程這點很是重要。
(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在不一樣的環境下，好比node，瀏覽器，Ringo等等，執行方式是不一樣的。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不少種類，好比setImmediate等等，執行都是有共同點的，有興趣的同窗能夠自行了解。
(5)最後的最後
- javascript是一門單線程語言
- Event Loop是javascript的執行機制
緊緊把握兩個基本點，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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