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前言
JS代码在运行时,有两种运行环境。一是在浏览器中,二是在node中。由于JS线程是单线程,在运行JS代码时,可能会遇到比较耗时的操作,比如setTimeout,或者是发送网络请求等,又由于JS线程是单线程,如果在解析耗时的代码时候,停在了这里,那执行代码的性能将是比较低的。为了解决此问题,在浏览器、node环境下,其实是有事件循环机制的。
一、浏览器的事件循环
1、浏览器的事件循环
JS线程执行代码时候,遇到比较耗时的操作时,将这些操作交给浏览器去处理,然后这些操作会根据不同的种类放进微任务队列或者宏任务队列,宏任务队列和微任务队列都不为空的时候,只有等微任务队列为空,即微任务队列里面的事件全部都执行完之后,才会再去让宏任务队列中的事件出栈,之后交由JS线程去处理,执行代码。
事件循环大概就是如图所示的流程:
2、浏览器的宏任务、微任务
其实,在浏览器拿到那些有些不能同步处理的事件的时候,有的会加入宏任务队列,有的会加入微任务队列,那么一般我们如何区分呢?
一般情况下:加入宏任务队列和微任务队列的事件如下:
宏任务队列(macrotask queue):ajax、setTimeout、setInterval、DOM监听、UI Rendering等
微任务队列(microtask queue):Promise的then回调、 Mutation Observer API、queueMicrotask()。
那么这些事件的执行顺序是怎么样子的呢?
首先,有一个原则,宏任务队列里面的事件,要执行的话,一定是在确保微任务队列为空的情况下,即微任务队列里面的事件全部执行完的情况。其次,main script里面的内容是最先执行的,由此,可以得到执行顺序为:main script > 微任务队列里面的事件 > 宏任务里面的事件。
3、面试题一
题目如下:
setTimeout(function(){
console.log("setTimeout1");newPromise(function(resolve){resolve();}).then(function(){newPromise(function(resolve){resolve();}).then(function(){
console.log("then4");});
console.log("then2");});});newPromise(function(resolve){
console.log("promise1");resolve();}).then(function(){
console.log("then1");});setTimeout(function(){
console.log("setTimeout2");});
console.log(2);queueMicrotask(()=>{
console.log("queueMicrotask1")});newPromise(function(resolve){resolve();}).then(function(){
console.log("then3");});// promise1// 2// then1// queueMicrotask1// then3// setTimeout1// then2// then4// setTimeout2
分析如下:
在第一个事件循环里面,main script、宏任务、微任务里面的事件如下:
在判断加入宏任务队列还是微任务队列时候,遵循如下原则:
宏任务队列(macrotask queue):ajax、setTimeout、setInterval、DOM监听、UI Rendering等
微任务队列(microtask queue):Promise的then回调、 Mutation Observer
API、queueMicrotask()。
按照这个原则,第一轮事件循环里面的事件如下:
先执行main script、然后微任务队列里面的,最后是宏任务队列里面的
// promise1
// 2
// then1
// queueMicrotask1
// then3
之后执行setTimeout1的宏任务,此时第二轮事件循环里面的内容如下:
第二轮事件循环执行内容如下:
// setTimeout1
// then2
// then4
// setTimeout2
综上:最后执行结果为:
// promise1// 2// then1// queueMicrotask1// then3// setTimeout1// then2// then4// setTimeout2
4、面试题二
题目如下:
// async function bar() {// console.log("22222")// return new Promise((resolve) => {// resolve()// })// }// async function foo() {// console.log("111111")// await bar()// console.log("33333")// }// foo()// console.log("444444")asyncfunctionasync1(){
console.log('async1 start')awaitasync2();
console.log('async1 end')}asyncfunctionasync2(){
console.log('async2')}
console.log('script start')setTimeout(function(){
console.log('setTimeout')},0)async1();newPromise(function(resolve){
console.log('promise1')resolve();}).then(function(){
console.log('promise2')})
console.log('script end')// script start// async1 start// async2// promise1// script end// async1 end// promise2// setTimeout
第一轮事件循环里面的事件如下:
然后按照顺序执行,最后结果如下:
// script start// async1 start// async2// promise1// script end// async1 end// promise2// setTimeout
二、node的事件循环
1、node的事件循环
浏览器的事件循环是是根据HTML5定义的规范来实现的,不同的浏览器可能会有不同的实现,而Node中是由libuv实现的。
首先我们看一下node的架构图:
我们可以从图中大致看出,事件循环是在libuv中实现的,libuv主要维护的是一个事件循环(Event Loop)和 线程池(worker threads)。libuv是一个多平台的专注于异步IO的库,它最初是为Node开发的,但是现在也被使用到Luvit、Julia、pyuv等其
他地方;
EventLoop负责调用系统的一些其他操作:文件的IO、Network、child-processes等
由图可以看出,事件循环就像是一个桥梁,是连接着应用程序的JavaScript(左边部分)和系统调用(右边线程池部分)之间的通道:
无论是我们的文件IO、数据库、网络IO、定时器、子进程,在完成对应的操作后,都会将对应的结果和回调函数放到事件循环(任务队列)中;
事件循环会不断的从任务队列中取出对应的事件(回调函数)来执行;
但是一次完整的事件循环Tick分成很多个阶段:
- 定时器(Timers):本阶段执行已经被 setTimeout() 和 setInterval() 的调度回调函数。
- 待定回调(Pending Callback):对某些系统操作(如TCP错误类型)执行回调,比如TCP连接时接收到ECONNREFUSED。
- idle, prepare:仅系统内部使用。
- 轮询(Poll):检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调;
- 检测(check):setImmediate() 回调函数在这里执行。
- 关闭的回调函数:一些关闭的回调函数,如:socket.on(‘close’, …)
2、node的宏任务、微任务
node中也有微任务和宏任务,执行的原则和在浏览器中一样,是先执行微任务,然后再执行宏任务,但是对于宏任务来说,是按照上图从上到下的顺序执行的。
具体对应的常见事件的执行顺序如下;
在微任务队列中:
- next tick queue:process.nextTick;
- other queue:Promise的then回调、queueMicrotask;
(是按照从上往下的事件顺序执行)
在宏任务队列:
- timer queue:setTimeout、setInterval;
- poll queue:IO事件;
- check queue:setImmediate;
- close queue:close事件
(同样是按照从上往下的事件顺序执行)
所以,综上所述,在每一次事件循环的tick中,会按照如下顺序来执行代码:
next tick microtask queue;
other microtask queue;
timer queue;
poll queue;
check queue;
close queue
当然,main script 依旧是最先执行的,只有main script执行结束后,才会按照上述顺序来执行代码。
3、面试题一
asyncfunctionasync1(){
console.log('async1 start')awaitasync2()
console.log('async1 end')}asyncfunctionasync2(){
console.log('async2')}
console.log('script start')setTimeout(function(){
console.log('setTimeout0')},0)setTimeout(function(){
console.log('setTimeout2')},300)setImmediate(()=> console.log('setImmediate'));
process.nextTick(()=> console.log('nextTick1'));async1();
process.nextTick(()=> console.log('nextTick2'));newPromise(function(resolve){
console.log('promise1')resolve();
console.log('promise2')}).then(function(){
console.log('promise3')})
console.log('script end')// script start// async1 start// async2// promise1// promise2// script end// nexttick1// nexttick2// async1 end// promise3// settimetout0// setImmediate// setTimeout2
第一轮事件循环里面的事件如下:
按照顺序自左向右执行,3s后执行setTimeout2,
最后的结果是:
// script start// async1 start// async2// promise1// promise2// script end// nexttick1// nexttick2// async1 end// promise3// settimetout0// setImmediate// setTimeout2
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