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JavaScript之彻底理解EventLoop

在正式学习Event Loop之前,先需要解决几个问题:

什么是同步与异步?

JavaScript是一门单线程语言,那如何实现异步?

同步任务和异步任务的执行顺序如何?

异步任务是否存在优先级?


同步与异步


计算机领域中的同步与异步和我们现实社会的同步和异步正好相反。现实中的同步,就是同时进行,突出的是"同",比如看足球比赛的时候吃着零食,两件事情同时发生;异步就是不同时。但计算机中与现实存在一定差异。


举个栗子


天气冷了,早上刚醒来想喝点热水暖暖身子,但这每天起早贪黑996,晚上回来太累躺下就睡,没开水啊,没法子,只好急急忙忙去烧水。


现在早上太冷了啊,不由得在被窝里面多躺了一会,收拾的时间紧紧巴巴,不能空等水开,于是我便趁此去洗漱,收拾自己。
洗漱完,水开了,喝到暖暖的热水,舒服啊!


舒服完,开启新的996之日,打工人出发!


烧水和洗漱是在同时间进行的,这就是计算机中的异步


计算机中的同步是连续性的动作,上一步未完成前,下一步会发生堵塞,直至上一步完成后,下一步才可以继续执行。例如:只有等水开,才能喝到暖暖的热水。


单线程却可以异步?


JavaScript的确是一门单线程语言,但是浏览器UI是多线程的,异步任务借助浏览器的线程和JavaScript的执行机制实现。
例如,setTimeout就借助浏览器定时器触发线程的计时功能来实现。


浏览器线程



  1. GUI渲染线程

    • 绘制页面,解析HTML、CSS,构建DOM树等
    • 页面的重绘和重排
    • 与JS引擎互斥(JS引擎阻塞页面刷新)


  2. JS引擎线程

    • js脚本代码执行
    • 负责执行准备好的事件,例如定时器计时结束或异步请求成功且正确返回
    • 与GUI渲染线程互斥


  3. 事件触发线程

    • 当对应的事件满足触发条件,将事件添加到js的任务队列末尾
    • 多个事件加入任务队列需要排队等待


  4. 定时器触发线程

    • 负责执行异步的定时器类事件:setTimeout、setInterval等
    • 浏览器定时计时由该线程完成,计时完毕后将事件添加至任务队列队尾


  5. HTTP请求线程

    • 负责异步请求
    • 当监听到异步请求状态变更时,如果存在回调函数,该线程会将回调函数加入到任务队列队尾



同步与异步执行顺序



  1. JavaScript将任务分为同步任务和异步任务,同步任务进入主线中中,异步任务首先到Event Table进行回调函数注册。
  2. 当异步任务的触发条件满足,将回调函数从Event Table压入Event Queue中。
  3. 主线程里面的同步任务执行完毕,系统会去Event Queue中读取异步的回调函数。
  4. 只要主线程空了,就会去Event Queue读取回调函数,这个过程被称为Event Loop

举个栗子




  • setTimeout(cb, 1000),当1000ms后,就将cb压入Event Queue。
  • ajax(请求条件, cb),当http请求发送成功后,cb压入Event Queue。


EventLoop执行流程


Event Loop执行的流程如下:
在这里插入图片描述


下面一起来看一个例子,熟悉一下上述流程。


// 下面代码的打印结果?
// 同步任务 打印 first
console.log("first");
setTimeout(() => {
// 异步任务 压入Event Table 4ms之后cb压入Event Queue
console.log("second");
},0)
// 同步任务 打印last
console.log("last");
// 读取Event Queue 打印second

常见异步任务

DOM事件

AJAX请求

定时器setTimeoutsetlnterval

ES6Promise


异步任务的优先级


下面继续来看一个案例:


setTimeout(() => {
console.log(1);
}, 1000)
new Promise(function(resolve){
console.log(2);
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log(3)
});
console.log(4)

按照上面的学习:
可以很轻松得出案例的打印结果:2,4,1,3



Promise定义部分为同步任务,回调部分为异步任务



将案例代码在控制台运行,最终返回结果却有些出人意料:


在这里插入图片描述


刚看到如此结果,我的第一感觉是,setTimeout函数1s触发太慢导致它加入Event Queue的时间晚于Promise.then


于是我修改了setTimeout的回调时间为0(浏览器最小触发时间为4ms),但结果仍为发生改变。


那么也就意味着,JavaScript的异步任务是存在优先级的。


宏任务和微任务


JavaScript除了广义上将任务划分为同步任务和异步任务,还对异步任务进行了更精细的划分。异步任务又进一步分为微任务和宏任务。


在这里插入图片描述




  • history traversal任务(h5当中的历史操作)
  • process.nextTicknodejs中的一个异步操作)
  • MutationObserverh5里面增加的,用来监听DOM节点变化的)


宏任务和微任务分别有各自的任务队列Event Queue,即宏任务队列和微任务队列。


Event Loop执行过程


了解到宏任务与微任务过后,我们来学习宏任务与微任务的执行顺序。

代码开始执行,创建一个全局调用栈,script作为宏任务执行

执行过程过同步任务立即执行,异步任务根据异步任务类型分别注册到微任务队列和宏任务队列

同步任务执行完毕,查看微任务队列

若存在微任务,将微任务队列全部执行(包括执行微任务过程中产生的新微任务)

若无微任务,查看宏任务队列,执行第一个宏任务,宏任务执行完毕,查看微任务队列,重复上述操作,直至宏任务队列为空


更新一下Event Loop的执行顺序图:


在这里插入图片描述


总结


在上面学习的基础上,重新分析当前案例:


setTimeout(() => {
console.log(1);
}, 1000)
new Promise(function(resolve){
console.log(2);
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log(3)
});
console.log(4)

分析过程见下图:
在这里插入图片描述



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