事件循环(Event Loop)promise、setTimeout、async的先后执行顺序

2019/02/28 16:40
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javaScript的特点就是单线程,在这个线程中拥有唯一的一个事件循环。

  • JS分为同步任务和异步任务,同步任务都在主线程上执行。前一个任务执行完毕之后,执行后一个任务,形成一个执行栈
  • 主线程之外,事件触发线程管理着一个任务队列,异步任务会被主线程挂起,不会进入主线程,而是进入任务队列。只要异步任务有了运行结果,就会在队列任务中放置一个事件;
  • 一旦执行栈中所有的同步任务执行完毕后,系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈中,开始执行。

为什么JS是单线程的??

JS的主要用途就是与用户交互,操作DOM,假如JS同时有两个线程,一个线程中在某个DOM节点上添加内容,另一个线程需要执行删除该节点操作,就会产生冲突。

事件循环机制告诉我们JavaScript的执行顺序。

单线程意味着所有任务都需要排队,前一任务结束,才会执行后一个任务,如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着。

JS引擎执行异步代码不用等待,是因为有事件队列和事件循环。

 

事件循环是指主线程重复从事件队列中取消息、执行的过程。指整个执行流程。

事件队列是一个存储着待执行任务的序列,其中的任务严格按照时间先后顺序执行,排在队头的任务会率先执行,而排在队尾的任务会最后执行。

事件队列:

  • 一个线程中,事件循环是唯一的,但是任务队列可以有多个;
  • 任务队列又分macro-task(宏任务)和micro-task(微任务);
  • macro-task包括:script(整体代码)、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI rendering;
  • micro-task包括:process.nextTick, Promise, Object.observe(已废弃), MutationObserver(html5新特性)
  • setTimeout/Promise等称为任务源,而进入任务队列的是他们制定的具体执行任务;来自不同任务源的任务会进入到不同的任务队列,其中setTimeout与setInterval是同源的;

宏任务可以理解成每次执行栈执行的代码就是一个宏任务。

 

事件循环运行机制

(1)执行一个宏任务(栈中没有就从事件队列中获取)

(2)执行过程中如果遇到微任务,就将它添加到微任务的任务队列中;

(3)宏任务执行完毕后,立即执行当前微任务队列的所有微任务;

(4)当前微任务执行完毕,开始检查渲染,然后GUI线程接管渲染;

(5)渲染完毕后,JS线程继续接管,开始下一个宏任务。

 

例:

                 async function async1() {           
                     console.log("async1 start");  //(2)        
                     await  async2();            
                     console.log("async1 end");   //(6)    
                 }        
                 async  function async2() {          
                     console.log( 'async2');   //(3)     
                 }       
                 console.log("script start");  //(1)      
                 setTimeout(function () {            
                     console.log("settimeout");  //(8)      
                 },0);        
                 async1();        
                 new Promise(function (resolve) {           
                     console.log("promise1");   //(4)         
                     resolve();        
                 }).then(function () {            
                     console.log("promise2");    //(7)    
                 });        
                 console.log('script end');//(5)

 

先按顺序执行同步代码  从‘script start‘开始,

执行到setTimeout函数时,将其回调函数加入队列(此队列与promise队列不是同一个队列,执行的优先级低于promise。

然后调用async1()方法,await async2();//执行这一句后,输出async2后,await会让出当前线程,将后面的代码加到任务队列中,然后继续执行test()函数后面的同步代码

继续执行创建promise对象里面的代码属于同步代码,promise的异步性体现在then与catch处,所以promise1被输出,然后将then函数的代码加入队列,继续执行同步代码,输出script end。至此同步代码执行完毕。

开始从队列中调取任务执行,由于刚刚提到过,setTimeout的任务队列优先级低于promise队列,所以首先执行promise队列的第一个任务,因为在async函数中有await表达式,会使async函数暂停执行,等待表达式中的 Promise 解析完成后继续执行 async 函数并返回解决结果。

所以先执行then方法的部分,输出promise2,然后执行async1中await后面的代码,输出async1 end。。最后promise队列中任务执行完毕,再执行setTimeout的任务队列,输出settimeout。

setTimeout(fn,0)的含义是指某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行。它在“任务队列”的尾部添加一个事件,因此要等到同步任务和“任务队列”现有的时间处理完才会得到执行。

 

按照事件循环机制分析以上代码运行流程:

  1. 首先,事件循环从宏任务(macrotask)队列开始,这个时候,宏任务队列中,只有一个script(整体代码)任务;当遇到任务源(task source)时,则会先分发任务到对应的任务队列中去。

  2. 然后我们看到首先定义了两个async函数,接着往下看,然后遇到了 `console` 语句,直接输出 `script start`。输出之后,script 任务继续往下执行,遇到 `setTimeout`,其作为一个宏任务源,则会先将其任务分发到对应的队列中。

  3. script 任务继续往下执行,执行了async1()函数,前面讲过async函数中在await之前的代码是立即执行的,所以会立即输出`async1 start`。
遇到了await时,会将await后面的表达式执行一遍,所以就紧接着输出`async2`,然后将await后面的代码也就是`console.log('async1 end')`加入到microtask中的Promise队列中,接着跳出async1函数来执行后面的代码。

  4. script任务继续往下执行,遇到Promise实例。由于Promise中的函数是立即执行的,而后续的 `.then` 则会被分发到 microtask 的 `Promise` 队列中去。所以会先输出 `promise1`,然后执行 `resolve`,将 `promise2` 分配到对应队列。

  5. script任务继续往下执行,最后只有一句输出了 `script end`,至此,全局任务就执行完毕了。
根据上述,每次执行完一个宏任务之后,会去检查是否存在 Microtasks;如果有,则执行 Microtasks 直至清空 Microtask Queue。
因而在script任务执行完毕之后,开始查找清空微任务队列。此时,微任务中, `Promise` 队列有的两个任务`async1 end`和`promise2`,因此按先后顺序输出 `async1 end,promise2`。当所有的 Microtasks 执行完毕之后,表示第一轮的循环就结束了。

  6. 第二轮循环依旧从宏任务队列开始。此时宏任务中只有一个 `setTimeout`,取出直接输出即可,至此整个流程结束。

 

 

 

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