一文詳解JS中的事件循環(huán)機制

更新時間：2022年03月31日 10:18:07 作者：丶Serendipity丶

JavaScript是單線程的編程語言，只能同一時間內做一件事。但是在遇到異步事件的時候，js線程并沒有阻塞，還會繼續(xù)執(zhí)行。這是因為JS有事件循環(huán)機制，本文就為大家詳細講解一下這一機制，需要的可以參考一下

前言

我們知道JavaScript 是單線程的編程語言，只能同一時間內做一件事，按順序來處理事件，但是在遇到異步事件的時候，js線程并沒有阻塞，還會繼續(xù)執(zhí)行，這又是為什么呢？本文來總結一下js 的事件循環(huán)機制。

1、JavaScript是單線程的

JavaScript 是一種單線程的編程語言，只有一個調用棧，決定了它在同一時間只能做一件事。在代碼執(zhí)行的時候，通過將不同函數的執(zhí)行上下文壓入執(zhí)行棧中來保證代碼的有序執(zhí)行。在執(zhí)行同步代碼的時候，如果遇到了異步事件，js 引擎并不會一直等待其返回結果，而是會將這個事件掛起，繼續(xù)執(zhí)行執(zhí)行棧中的其他任務。因此JS又是一個非阻塞、異步、并發(fā)式的編程語言。

2、同步和異步

同步和異步的關系就類似于我們在餐廳排隊吃飯的時候，每個人必須挨個的排隊來進行買飯這個操作，而在這個過程中十分無聊，這時候我們可以邊排著隊邊玩下手機，不需多久就排到了我們買飯。這個排隊過程就是JS中的一個同步操作，玩手機就像一個異步操作。同步和異步的差別就在于排隊買飯和玩手機這兩個任務的執(zhí)行順序的不同。

同步：指的是在主線程上排隊執(zhí)行的任務，只有前一個任務執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行后一個任務?？梢岳斫鉃樵趫?zhí)行完一個函數或方法之后，一直等待系統(tǒng)返回值或消息，這時程序是處于阻塞的，只有接收到返回的值或消息后才往下執(zhí)行其他的命令。

異步：指的是不進入主線程，某個異步任務可以執(zhí)行了，該任務才會進入主線程執(zhí)行。執(zhí)行完函數或方法后，不必阻塞性地等待返回值或消息，只需要向系統(tǒng)委托一個異步過程，那么當系統(tǒng)接收到返回值或消息時，系統(tǒng)會自動觸發(fā)委托的異步過程，從而完成一個完整的流程。

console.log(1);
setTimeout(() => {
  console.log(2);
}, 0);
setTimeout(() => {
  console.log(3);
}, 0);
setTimeout(() => {
  console.log(4);
}, 0);
console.log(5);

上面的代碼會打印 1 》 5 》 2 》 3 》4，為什么會產生這樣的結果，我們來看下事件循環(huán)。

3、事件循環(huán)

事件循環(huán)過程可以簡單描述為：

a、函數入棧，當 Stack 中執(zhí)行到異步任務的時候，就將他丟給 WebAPIs ,接著執(zhí)行同步任務,直到 Stack 為空;

b、在此期間 WebAPIs 完成這個事件，把回調函數放入 CallbackQueue (任務隊列)中等待;

c、當執(zhí)行棧為空時，Event Loop 把 Callback Queue中的一個任務放入Stack中,回到第1步。

事件循環(huán)（Event Loop）是讓 JavaScript 做到既是單線程，又絕對不會阻塞的核心機制，也是 JavaScript 并發(fā)模型（Concurrency Model）的基礎，是用來協調各種事件、用戶交互、腳本執(zhí)行、UI 渲染、網絡請求等的一種機制。在執(zhí)行和協調各種任務時，Event Loop 會維護自己的事件隊列。

事件隊列是一個存儲著待執(zhí)行任務的隊列，其中的任務嚴格按照時間先后順序執(zhí)行，排在隊頭的任務將會率先執(zhí)行，而排在隊尾的任務會最后執(zhí)行。事件隊列每次僅執(zhí)行一個任務，在該任務執(zhí)行完畢之后，再執(zhí)行下一個任務,一個任務開始后直至結束，不會被其他任務中斷。執(zhí)行棧則是一個類似于函數調用棧的運行容器，當執(zhí)行棧為空時，JS 引擎便檢查事件隊列，如果不為空的話，事件隊列便將第一個任務壓入執(zhí)行棧中運行。

任務隊列：在JavaScript中，異步任務被分為兩種，一種宏任務（MacroTask）也叫Task，一種叫微任務：

宏任務的例子很多，包括創(chuàng)建主文檔對象、解析HTML、執(zhí)行主線（或全局）JavaScript代碼，更改當前URL以及各種事件，如頁面加載、輸入、網絡事件和定時器事件。從瀏覽器的角度來看，宏任務代表一個個離散的、獨立工作單元。運行完任務后，瀏覽器可以繼續(xù)其他調度，如重新渲染頁面的UI或執(zhí)行垃圾回收。

而微任務是更小的任務。微任務更新應用程序的狀態(tài)，但必須在瀏覽器任務繼續(xù)執(zhí)行其他任務之前執(zhí)行，瀏覽器任務包括重新渲染頁面的UI。微任務的案例包括promise回調函數、DOM發(fā)生變化等。微任務需要盡可能快地、通過異步方式執(zhí)行，同時不能產生全新的微任務。微任務使得我們能夠在重新渲染UI之前執(zhí)行指定的行為，避免不必要的UI重繪，UI重繪會使應用程序的狀態(tài)不連續(xù)。

當當前執(zhí)行棧中的事件執(zhí)行完畢后，js 引擎首先會判斷微任務對列中是否有任務可以執(zhí)行，如果有就將微任務隊首的事件壓入棧中執(zhí)行。當微任務對列中的任務都執(zhí)行完成后再去判斷宏任務對列中的任務。每次宏任務執(zhí)行完畢，都會去判斷微任務隊列是否產生新任務，若存在就優(yōu)先執(zhí)行微任務，否則按序執(zhí)行宏任務。

事件循環(huán)通常至少需要兩個任務隊列：宏任務隊列和微任務隊列。兩種隊列在同一時刻都只執(zhí)行一個任務。

console.log("script start");

setTimeout(function () {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

Promise.resolve()
  .then(function () {
    console.log("promise1");
  })
  .then(function () {
    console.log("promise2");
  });

console.log("script end");

按照上面的內容，分析執(zhí)行步驟：

1、宏任務：執(zhí)行整體代碼（相當于<script>中的代碼）：

輸出: script start
遇到 setTimeout，加入宏任務隊列，當前宏任務隊列(setTimeout)
遇到 promise，加入微任務，當前微任務隊列(promise1)
輸出：script end

2、微任務：執(zhí)行微任務隊列（promise1）

輸出：promise1，then 之后產生一個微任務，加入微任務隊列，當前微任務隊列（promise2）
執(zhí)行 then，輸出promise2
執(zhí)行渲染操作，更新界面。
宏任務：執(zhí)行 setTimeout
輸出：setTimeout

注意：new Promise(..)中的代碼，也是同步代碼，會立即執(zhí)行。只有then之后的代碼，才是異步執(zhí)行的代碼，是一個微任務。

console.log("script start");

setTimeout(function () {
  console.log("timeout1");
}, 10);

new Promise((resolve) => {
  console.log("promise1");
  resolve();
  setTimeout(() => console.log("timeout2"), 10);
}).then(function () {
  console.log("then1");
});

console.log("script end");

步驟解析：

當前任務隊列：微任務: [], 宏任務：[<script>]

宏任務：

輸出: script start
遇到 timeout1，加入宏任務
遇到 Promise，輸出promise1，直接 resolve，將 then 加入微任務，遇到 timeout2，加入宏任務。
輸出script end
宏任務第一個執(zhí)行結束
當前任務隊列：微任務[then1]，宏任務[timeou1, timeout2]

微任務：

執(zhí)行 then1，輸出then1
微任務隊列清空
當前任務隊列：微任務[]，宏任務[timeou1, timeout2]

宏任務：

輸出timeout1
輸出timeout2
當前任務隊列：微任務[]，宏任務[timeou2]

微任務：

為空跳過
當前任務隊列：微任務[]，宏任務[timeou2]

宏任務：

輸出timeout2

注意：async 和 await 其實就是 Generator 和 Promise 的語法糖。async 函數和普通函數沒有什么不同，他只是表示這個函數里有異步操作的方法，并返回一個 Promise 對象

async function async1() {
  console.log("async1 start");
  await async2();
  console.log("async1 end");
}
// Promise 寫法
async function async1() {
  console.log("async1 start");
  Promise.resolve(async2()).then(() => console.log("async1 end"));
}

下面例子：

async function async1() {
  console.log("async1 start");
  await async2();
  console.log("async1 end");
}
async function async2() {
  console.log("async2");
}
async1();
setTimeout(() => {
  console.log("timeout");
}, 0);
new Promise(function (resolve) {
  console.log("promise1");
  resolve();
}).then(function () {
  console.log("promise2");
});
console.log("script end");

步驟解析：

當前任務隊列：宏任務：[<script>]，微任務: []

宏任務：