通杀 Event Loop 面试题

03-JS单线程, event loop完全搞懂代码执行顺序

浏览器工做原理

单线程的含义

浏览器是 multi-process，一个浏览器只有一个 Browser Process，负责管理 Tabs、协调其余 process 和 Renderer process 存至 memory 内的 Bitmap 绘制到页面上的（pixel）；在 Chrome中，一个 Tab 对应一个 Renderer Process，Renderer process 是 multi-thread，其中 main thread 负责页面渲染（GUI render engine）执行 JS （JS engine）和 event loop；network component 能够开2~6个 I/O threads 平行去处理。

Structure of a Web Browser

主线程，JS执行线程，UI渲染线程关系以下图所示：

浏览器中的 JavaScript 执行机制

可视化演绎

深刻演示：loupe

https://github.com/latentflip/loupe

// 函数执行栈演绎-->函数调用过程

function fun3() {
    console.log('fun3')
}

function fun2() {
    fun3();
}

function fun1() {
    fun2();
}

fun1();复制代码

两个问题

问题1：若是咱们在浏览器控制台中运行'foo'函数，是否会致使堆栈溢出错误？

function foo() {
  setTimeout(foo, 0); // 是否存在堆栈溢出错误?
};复制代码

function foo() {
  foo() // 是否存在堆栈溢出错误?
};
foo();复制代码

问题2：若是在控制台中运行如下函数，页面(选项卡)的 UI 是否仍然响应

function foo() {
  return Promise.resolve().then(foo);
};复制代码

基础题

alert(x); 
 
var x = 10;
alert(x); 
 
x = 20;
 
function x() {};
 
alert(x); 复制代码

浏览器端的 Event Loop

一个函数执行栈、一个事件队列和一个微任务队列。

每从事件队列中取一个事件时有微任务就把微任务执行完，而后才开始执行事件

宏任务和微任务

宏任务，macrotask，也叫tasks。 一些异步任务的回调会依次进入macro task queue，等待后续被调用，这些异步任务包括：

• setTimeout
• setInterval
• setImmediate (Node独有)
• requestAnimationFrame (浏览器独有)
• I/O
• UI rendering (浏览器独有)

微任务，microtask，也叫jobs。 另外一些异步任务的回调会依次进入micro task queue，等待后续被调用，这些异步任务包括：

• process.nextTick (Node独有)
• Promise.then()
• Object.observe
• MutationObserver

（注：这里只针对浏览器和NodeJS）

注意：Promise构造函数里的代码是同步执行的。

基础题

setTimeout(()=> {
    console.log(1)
    Promise.resolve(3).then(data => console.log(data))
}, 0)
setTimeout(()=> {
    console.log(2)
}, 0)复制代码

可视化演绎

console.log('script start');

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

Promise.resolve().then(function() {
  console.log('promise1');
}).then(function() {
  console.log('promise2');
});复制代码

浏览器端：jakearchibald.com/2015/tasks-…

巩固提升题

console.time("start")

setTimeout(function () {
    console.log(2);
}, 10);

new Promise(function (resolve) {
    console.log(3);
    resolve();
    console.log(4);
}).then(function () {
    console.log(5);
    console.timeEnd("start")
});
console.log(6);
console.log(8);
requestAnimationFrame(() => console.log(9))复制代码

Node.js 架构图

Node.js 中的 Event Loop

Node.js的Event Loop过程：

1. 执行全局Script的同步代码
2. 执行microtask微任务，先执行全部Next Tick Queue中的全部任务，再执行Other Microtask Queue中的全部任务
3. 开始执行macrotask宏任务，共6个阶段，从第1个阶段开始执行相应每个阶段macrotask中的全部任务，注意，这里是全部每一个阶段宏任务队列的全部任务，在浏览器的Event Loop中是只取宏队列的第一个任务出来执行，每个阶段的macrotask任务执行完毕后，开始执行微任务，也就是步骤2
4. Timers Queue -> 步骤2 -> I/O Queue -> 步骤2 -> Check Queue -> 步骤2 -> Close Callback Queue -> 步骤2 -> Timers Queue ......
5. 这就是Node的Event Loop【简化版】

浏览器端和 Node 端有什么不一样

1. 浏览器的Event Loop和Node.js 的Event Loop是不一样的，实现机制也不同，不要混为一谈。
2. Node.js 能够理解成有4个宏任务队列和2个微任务队列，可是执行宏任务时有6个阶段。
3. Node.js 中，先执行全局Script代码，执行完同步代码调用栈清空后，先从微任务队列Next Tick Queue中依次取出全部的任务放入调用栈中执行，再从微任务队列Other Microtask Queue中依次取出全部的任务放入调用栈中执行。而后开始宏任务的6个阶段，每一个阶段都将该宏任务队列中的全部任务都取出来执行（注意，这里和浏览器不同，浏览器只取一个），每一个宏任务阶段执行完毕后，开始执行微任务，再开始执行下一阶段宏任务，以此构成事件循环。
4. MacroTask包括： setTimeout、setInterval、 setImmediate(Node)、requestAnimation(浏览器)、IO、UI rendering
5. Microtask包括： process.nextTick(Node)、Promise.then、Object.observe、MutationObserver

注意：new Promise() 构造函数里面是同步代码，而非微任务。

面试常考细节

微任务有两种 nextTick和 then 那么这两个谁快呢？

Promise.resolve('123').then(res=>{  console.log(res)})
process.nextTick(() => console.log('nextTick'))复制代码

//顺序 nextTick 123

//很明显 nextTick快

解释：

promise.then 虽然和 process.nextTick 同样，都将回调函数注册到 microtask，但优先级不同。process.nextTick 的 microtask queue 老是优先于 promise 的 microtask queue 执行。

setTimeout 和 setImmediate

setImmediate(callback[, ...args])

Schedules the "immediate" execution of the callback after I/O events' callbacks.

setImmediate()方法用于中断长时间运行的操做，并在完成其余操做后当即运行回调函数。

setTimeout 和 setImmediate 执行顺序不固定 取决于node的准备时间

setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout')
}, 0)

setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate')
})复制代码

运行结果：

setImmediate

setTimeout

或者：

setTimeout

setImmediate

为何结果不肯定呢？

解释：

setTimeout/setInterval 的第二个参数取值范围是：[1, 2^31 - 1]，若是超过这个范围则会初始化为 1，

即 setTimeout(fn, 0) === setTimeout(fn, 1)。

咱们知道 setTimeout 的回调函数在 timer 阶段执行，setImmediate 的回调函数在 check 阶段执行，event loop 的开始会先检查 timer 阶段，可是在开始以前到 timer 阶段会消耗必定时间；

因此就会出现两种状况：

1. timer 前的准备时间超过 1ms，知足 loop->time >= 1，则执行 timer 阶段（setTimeout）的回调函数
2. timer 前的准备时间小于 1ms，则先执行 check 阶段（setImmediate）的回调函数，下一次 event loop 执行 timer 阶段（setTimeout）的回调函数。

setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout')
}, 0)

setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate')
})

const start = Date.now()
while (Date.now() - start < 10);复制代码

运行结果必定是：

setTimeout

setImmediate

const fs = require('fs')

fs.readFile(__filename, () => {
    setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout')
    }, 0)

    setImmediate(() => {
        console.log('setImmediate')
    })
})复制代码

运行结果：

setImmediate

setTimeout

解释：

fs.readFile 的回调函数执行完后：

注册 setTimeout 的回调函数到 timer 阶段

注册 setImmediate 的回调函数到 check 阶段

event loop 从 pool 阶段出来继续往下一个阶段执行，刚好是 check 阶段，因此 setImmediate 的回调函数先执行

本次 event loop 结束后，进入下一次 event loop，执行 setTimeout 的回调函数

因此，在 I/O Callbacks 中注册的 setTimeout 和 setImmediate，永远都是 setImmediate 先执行。

巩固提升题目

console.time("start")

setTimeout(function () {
    console.log(2);
}, 10);
setImmediate(function () {
    console.log(1);
});

new Promise(function (resolve) {
    console.log(3);
    resolve();
    console.log(4);
}).then(function () {
    console.log(5);
    console.timeEnd("start")
});
console.log(6);
process.nextTick(function () {
    console.log(7);
});
console.log(8);
// requestAnimationFrame(() => console.log(9))
复制代码

运行结果以下：

运行时分析

Node 11.x + 新变化

setTimeout(() => console.log('timeout1'));
setTimeout(() => {
    console.log('timeout2')
    Promise.resolve().then(() => console.log('promise resolve'))
});
setTimeout(() => console.log('timeout3'));
setTimeout(() => console.log('timeout4'));复制代码

浏览器执行结果：

低于Node 11的版本

Node 11+

向浏览器运行结果靠齐

参考资料：

github.com/nodejs/node… MacroTask and MicroTask execution order

blog.insiderattack.net/new-changes…

github.com/nodejs/node… timers: run nextTicks after each immediate and timer

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