腳本之家服務器常用軟件

快捷導航

詳解JS事件循環(huán)及宏任務微任務的原理

更新時間：2022年05月07日 08:51:28 作者：諸葛小愚

在js中，我們一般將所有的任務都分成兩類，一種是同步任務，另外一種是異步任務。而在異步任務中，又有著更加細致的分類，那就是微任務和宏任務。本文將詳細講解這二者的原理與使用，需要的可以參考一下

本質上來說，JavaScript是同步的、阻塞的、單線程語言，不管是在瀏覽器中還是nodejs環(huán)境下。瀏覽器在執(zhí)行js代碼和渲染DOM節(jié)點都是在同一個線程中，執(zhí)行js代碼就無法渲染DOM，渲染DOM的時候就無法執(zhí)行js代碼。如果按照這種同步方式執(zhí)行，頁面的渲染將會出現白屏甚至是報錯，特別是遇到一些耗時比較長的網絡請求或者js代碼，因此在實際開發(fā)中一般是通過異步的方式解決。

什么是異步？js是一步一步執(zhí)行代碼的，遇到alert這種阻塞代碼時，js將會停止往下執(zhí)行直到阻塞代碼執(zhí)行完畢。異步就是將函數放在單獨的異步隊列中，不會產生阻塞，js可以繼續(xù)往下執(zhí)行，等到同步代碼執(zhí)行完畢后再執(zhí)行異步隊列中的函數。因此，js會先執(zhí)行完同步代碼，才會執(zhí)行異步代碼。

異步也有細分，每一個異步函數可當作是一個待執(zhí)行的任務，可分為宏任務和微任務。本文重點介紹瀏覽器的事件循環(huán)，nodejs環(huán)境下的事件循環(huán)放在下一篇中繼續(xù)探討。

宏任務

宏任務，也可簡單的說成是任務，在下一輪DOM渲染之后執(zhí)行。常見的宏任務有：

setTimeout：設置一個定時器，該定時器會在設置的延遲時間到期后執(zhí)行一個函數或者指定的代碼塊。值得注意的是，setTimeout不一定會在延遲時間到達后就立即執(zhí)行函數，而是會判斷執(zhí)行隊列中是否還有函數沒有處理，如果沒有了并且棧為空，setTimeout才會在延遲時間到達后執(zhí)行函數。

// setTimeout 延遲執(zhí)行不等于到期時立即執(zhí)行
let now = new Date().getSeconds();
setTimeout(() => {
    console.log('this is setTimeout 0');
}, 0);
setTimeout(() => {
    console.log('this is setTimeout 200');
}, 200);
while(true) {
    if (new Date().getSeconds() - now >= 2) {
        console.log('break out while loop');
        break;
    }
}

運行結果

break out while loop
this is setTimeout 0
this is setTimeout 200

先執(zhí)行同步代碼，再執(zhí)行異步。setTimeout(() => {}, 0)表示0毫秒后立即執(zhí)行函數，但是當前執(zhí)行隊列中還有未處理完的while循環(huán)，因此需要等到while循環(huán)執(zhí)行完畢后，才會根據延遲到期時間執(zhí)行函數。

setInterval：設置定時器，表示在固定的時間間隔內，重復執(zhí)行某一函數或者特定的代碼塊。注意使用setInterval有最小延遲時間限制以及確保執(zhí)行時間要小于間隔時間，如果執(zhí)行時間無法確定，則應采用遞歸調用setTimeout的方式代替。

網絡請求：只要是指XMLHttpRequest等網絡請求

微任務

微任務，在下一輪DOM渲染之前執(zhí)行，微任務比宏任務更早執(zhí)。常見的微任務有：

promise：表示一個異步操作最終的結果和返回值，可能會失敗，也可能成功。異步函數在執(zhí)行時，什么時候返回結果是不可預料的，Promise把異步操作的返回值和函數關聯起來，保證在異步執(zhí)行結束后會執(zhí)行對應的函數，并通過函數返回操作值。這種效果就類似于把異步代碼“同步執(zhí)行”。

queueMicrotask：將函數添加到微任務隊

console.log('start');
// 微任務隊列
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then');
});
queueMicrotask(() => {
    console.log('queueMicrotask');
});
console.log('end');

運行結果

start
end
promise then
queueMicrotask

事件循環(huán)

因為有異步操作的存在，所以出現了事件循環(huán)，如果都是同步操作，一行一行執(zhí)行代碼，事件循環(huán)也就失去了用武之地。在了解事件循環(huán)前，還需要補充js的執(zhí)行過程：

js在執(zhí)行代碼時，遇到函數就會將其添加到調用棧中，每一幀都會存儲當前函數的參數和局部變量，當一個函數執(zhí)行完畢，則會從調用棧中彈出，直到棧被清空，那么程序也就執(zhí)行完畢。在執(zhí)行的過程中，需要的引用數據都是從堆中獲取。

在實際開發(fā)中，往往是同步代碼和異步代碼都有。在js執(zhí)行時，還是從第一行代碼開始執(zhí)行，遇到函數就將其添加到棧中，然后執(zhí)行同步操作；如果遇到異步函數，則根據其類型，宏任務就添加到宏任務隊列，微任務添加到微任務隊列。直到同步代碼執(zhí)行完畢，則開始執(zhí)行異步操作。

異步操作后于同步操作，異步操作內部也是分先后順序的?？偟膩碚f：

微任務先于宏任務執(zhí)行
微任務與微任務之間根據先后順序執(zhí)行，宏任務與宏任務之間根據延遲時間順序執(zhí)行
微任務在下一輪DOM渲染前執(zhí)行，宏任務在下一輪DOM渲染之后執(zhí)行
每個任務的執(zhí)行都是一次出棧操作，直到棧被清空

微任務比宏任務先執(zhí)行

console.log('start');
// 宏任務隊列
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
});
// 微任務隊列
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then');
});
console.log('end');

執(zhí)行結果

start
end
promise then
setTimeout

微任務在下一輪DOM渲染前執(zhí)行，宏任務在之后執(zhí)行

let div = document.createElement('div');
div.innerHTML = 'hello world';
document.body.appendChild(div);
let divList = document.getElementByTagName('div');
console.log('同步任務 length ---', list.length);
console.log('start');
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout length ---', list.length);
    alert('宏任務 setTimeout 阻塞'); // 使用alert阻塞js執(zhí)行
});
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then length ---', list.length);
    alert('微任務 promise then 阻塞);
});
console.log('end');

事件循環(huán)

event loop會持續(xù)監(jiān)聽是否有異步操作，如果有則添加到對應的隊列中，等待執(zhí)行。例如在宏任務中添加微任務，或者在微任務中添加宏任務，當前任務執(zhí)行完后，可能還會有新的任務添加到事件循環(huán)中。

宏任務與微任務

微任務中創(chuàng)建宏任務

    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 1');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 1');
      }, 500);
      resolve();
    }).then(() => {
      console.log('promise then');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 2');
      }, 0);
    });
    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 2');
      resolve();
    })

運行結果

promise 1
promise 2
promise then
setTimeout 2
setTimeout 1

解析

js執(zhí)行代碼，遇到兩個Promise，則分別添加到微任務隊列，同步代碼執(zhí)行完畢。

在微任務隊列中根據先進先出，第一個Promise先執(zhí)行，遇到setTimeout，則添加到宏任務隊列，resolve()返回執(zhí)行結果并執(zhí)行then，事件循環(huán)將其繼續(xù)添加到微任務隊列；第一個Promise執(zhí)行完畢，執(zhí)行第二個Promise。

繼續(xù)執(zhí)行微任務隊列，直到清空隊列。遇到setTimeout，并將其添加到宏任務隊列

宏任務隊列現在有兩個任務待執(zhí)行，由于第二個setTimeout的延遲事件更小，則優(yōu)先執(zhí)行第二個；如果相等，則按照順序執(zhí)行。

繼續(xù)執(zhí)行宏任務隊列，直到清空隊列。

宏任務中創(chuàng)建微任務

    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 1');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 1');
        resolve();
      }).then(() => {
        console.log('promise then');
      })
    }, 500);
    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 2');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 2');
        resolve();
      })
    }, 0);

運行結果

setTimeout 2
promise 2
setTimeout 1
promise 1
promise then

解析

js執(zhí)行代碼，遇到兩個setTimeout，將其添加到宏任務隊列，同步代碼執(zhí)行完畢

先檢查微任務隊列中是否有待處理的，剛開始肯定沒有，因此直接執(zhí)行宏任務隊列中的任務。第二個為零延遲，需要優(yōu)先執(zhí)行。遇到Promise，將其添加到微任務隊列。第一個宏任務執(zhí)行完畢

在執(zhí)行第二個宏任務時，微任務隊列中已經存在待處理的，因此需要先執(zhí)行微任務。

微任務執(zhí)行完畢，并且延遲時間到期，第一個setTimeout開始執(zhí)行。遇到Promise，將其添加到微任務隊列中

執(zhí)行微任務隊列中的Promise，執(zhí)行完畢后遇到then，則將其繼續(xù)添加到微任務隊列

直到所有微任務執(zhí)行完畢

宏任務中創(chuàng)建宏任務

    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 1');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 2');
      }, 500);
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 3');
      }, 500);
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 4');
      }, 100);
    }, 0);

運行結果

setTimeout 1
setTimeout 4
setTimeout 2
setTimeout 3

解析

宏任務中創(chuàng)建宏任務，執(zhí)行順序一般來說是按照先后順序的。對于setTImeout來說，延遲時間相同，則按照先后順序執(zhí)行；延遲時間不同，則按照延遲時間的大小先后順序執(zhí)行

微任務中創(chuàng)建微任務

    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 1');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 2');
        resolve();
      });
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 3');
        resolve();
      })
      resolve();
    })

運行結果