事件循环总结-阿里云开发者社区

本文是我最近学习异步以及事件循环的一个总结

同步和异步

同步

指在 主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能继续执行下一个任务。
也就是调用一旦开始，必须这个调用 返回结果(划重点——）才能继续往后执行。程序的执行顺序和任务排列顺序是一致的。

异步

异步任务是指不进入主线程，而进入 任务队列的任务，只有任务队列通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程。
每一个任务有一个或多个 回调函数。前一个任务结束后，不是执行后一个任务,而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行。
程序的执行顺序和任务的排列顺序是不一致的，异步的。
我们常用的setTimeout和setInterval函数，Ajax都是异步操作。

何为异步？

代码在执行过程中，会遇到一些无法立即处理的任务，比如：

计时完成后需要执行的任务 —— setTimeout、setInterval
网络通信完成后需要执行的任务 -- XHR、Fetch
用户操作后需要执行的任务 -- addEventListener

如果让渲染主线程等待这些任务的时机达到，就会导致主线程长期处于「阻塞」的状态，从而导致浏览器「卡死」

渲染主线程承担着极其重要的工作，无论如何都不能阻塞！

因此，浏览器选择异步来解决这个问题

使用异步的方式，渲染主线程永不阻塞

面试题：如何理解 JS 的异步？

JS是一门单线程的语言，这是因为它运行在浏览器的渲染主线程中，而渲染主线程只有一个。

而渲染主线程承担着诸多的工作，渲染页面、执行 JS 都在其中运行。

如果使用同步的方式，就极有可能导致主线程产生阻塞，从而导致消息队列中的很多其他任务无法得到执行。这样一来，一方面会导致繁忙的主线程白白的消耗时间，另一方面导致页面无法及时更新，给用户造成卡死现象。

所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法是当某些任务发生时，比如计时器、网络、事件监听，主线程将任务交给其他线程去处理，自身立即结束任务的执行，转而执行后续代码。当其他线程完成时，将事先传递的回调函数包装成任务，加入到消息队列的末尾排队，等待主线程调度执行。

在这种异步模式下，浏览器永不阻塞，从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

任务有优先级吗？

任务没有优先级，在消息队列中先进先出

但消息队列是有优先级的

根据 W3C 的最新解释:

每个任务都有一个任务类型，同一个类型的任务必须在一个队列，不同类型的任务可以分属于不同的队列。在一次事件循环中，浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。
浏览器必须准备好一个微队列，微队列中的任务优先所有其他任务执行 html.spec.whatwg.org/multipage/w…

随着浏览器的复杂度急剧提升，W3C 不再使用宏队列的说法

在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列：

延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级「中」
交互队列：用于存放用户操作后产生的事件处理任务，优先级「高」
微队列：用户存放需要最快执行的任务，优先级「最高」

添加任务到微队列的主要方式主要是使用 Promise、MutationObserver

例如：

// 立即把一个函数添加到微队列
Promise.resolve().then(函数)

浏览器还有很多其他的队列，由于和我们开发关系不大，不作考虑

JavaScript 程序总是至少分为两个块：第一块现在运行；下一块将来运行，以响应某个事件。尽管程序是一块一块执行的，但是所有这些块共享对程序作用域和状态的访问，所以对状态的修改都是在之前累积的修改之上进行的。

一旦有事件需要运行，事件循环就会运行，直到队列清空。事件循环的每一轮称为一个tick。用户交互、IO 和定时器会向事件队列中加入事件任意时刻，一次只能从队列中处理一个事件。执行事件的时候，可能直接或间接地引发一个或多个后续事件。

并发是指两个或多个事件链随时间发展交替执行，以至于从更高的层次来看，就像是同时在运行（尽管在任意时刻只处理一个事件）。

通常需要对这些并发执行的“进程”（有别于操作系统中的进程概念）进行某种形式的交互协调，比如需要确保执行顺序或者需要防止竞态出现。这些“进程”也可以通过把自身分割为更小的块，以便其他“进程”插入进来。

ok讲了那么多，都是一些概念，不如先来看道面试题。

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')
    })
})

第一轮事件循环流程分析如下：

整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。
遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。
遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。
又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为setTimeout2。

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

上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。
我们发现了process1和then1两个微任务。
执行process1,输出6。
执行then1，输出8。

好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise立即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。

宏任务Event Queue	微任务Event Queue
setTimeout2	process2
	then2

第二轮事件循环宏任务结束，我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。
输出3。
输出5。
第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。
第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。
直接输出9。
将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。
直接执行new Promise，输出11。
将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。

宏任务Event Queue	微任务Event Queue
	process3
	then3

第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。
输出10。
输出12。
第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12。

整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。 (请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同，输出顺序可能会有误差)

// 今日头条面试题
async function async1() {
  console.log('async1 start') //2
  await async2()
  console.log('async1 end')   //放入微任务队列 6
}
async function async2() {
  console.log('async2')     //3
}
console.log('script start')   //1
setTimeout(function () {    //放入宏任务队列 8
  console.log('settimeout')
})
async1()            //
new Promise(function (resolve) {
  console.log('promise1')   //4
  resolve()
}).then(function () {
  console.log('promise2')   //放入微任务队列 7
})
console.log('script end')   //5

题目的本质，就是考察setTimeout、promise、async await的实现及执行顺序，以及 JS 的事件循环的相关问题。

答案：

script start
async1 start
async2
promise1
script end
async1 end
promise2
settimeout

解析：步骤分析：执行顺序

首先，事件循环从宏任务（macrostack）队列开始，这个时候，宏任务(整体script、setTimeout、setInterval)队列中，只有一个 script (整体代码)任务 ()。
首先执行 console.log('script start')，输出 ‘script start'
遇到 setTimeout 把 console.log('setTimeout') 放到 macrotask 队列中
执行 aync1() 输出 ‘async1 start' 和 'async2' ,把 console.log('async1 end') 放到 micro 队列中执行到 promise ，输出 'promise1' ，把 console.log('promise2') 放到 micro 队列中
执行 console.log('script end')，输出 ‘script end'
macrotask 执行完成会执行 microtask ，把 microtask quene 里面的 microtask 全部拿出来一次性执行完，所以会输出 'async1 end' 和 ‘promise2'
开始新一轮的事件循环，去除执行一个 macrotask 执行，所以会输出 ‘setTimeout'

面试题：阐述一下 JS 的事件循环

参考答案：

事件循环又叫做消息循环，是浏览器渲染主线程的工作方式。

在 Chrome 的源码中，它开启一个不会结束的 for 循环，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要在合适的时候将任务加入到队列末尾即可。

过去把消息队列简单分为宏队列和微队列，这种说法目前已无法满足复杂的浏览器环境，取而代之的是一种更加灵活多变的处理方式。

根据 W3C 官方的解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同一个队列，不同的任务可以属于不同的队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，由浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列，微队列的任务一定具有最高的优先级，必须优先调度执行。

面试题：JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？

参考答案：

不行，因为：

计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时

操作系统的计时函数本身就有少量偏差，由于 JS 的计时器最终调用的是操作系统的函数，也就携带了这些偏差

按照 W3C 的标准，浏览器实现计时器时，如果嵌套层级超过 5 层，则会带有 4 毫秒的最少时间，这样在计时时间少于 4 毫秒时又带来了偏差

受事件循环的影响，计时器的回调函数只能在主线程空闲时运行，因此又带来了偏差

事件循环总结

同步和异步

何为异步？

任务有优先级吗？

热门文章

最新文章

相关电子书

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

事件循环总结

同步和异步

何为异步？

任务有优先级吗？

热门文章

最新文章

相关电子书