js的执行机制

时间 2019-11-06

原文原文链接

javascript的运行机制一直困扰在我，对其的运行机制也是只知其一;不知其二，在看了https://juejin.im/post/59e85eebf265da430d571f89#heading-10这篇文章后，有种茅塞顿开的感受,下面是原文内容：javascript

认识javascript

javascript是一门单线程语言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但javascript是单线程这一核心仍未改变。因此一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的，一切javascript多线程都是纸老虎！前端

javascript事件循环

既然js是单线程，那就像只有一个窗口的银行，客户须要排队一个一个办理业务，同理js任务也要一个一个顺序执行。若是一个任务耗时过长，那么后一个任务也必须等着。那么问题来了，假如咱们想浏览新闻，可是新闻包含的超清图片加载很慢，难道咱们的网页要一直卡着直到图片彻底显示出来？所以聪明的程序员将任务分为两类： 1）同步任务 2）异步任务当咱们打开网站时，网页的渲染过程就是一大堆同步任务，好比页面骨架和页面元素的渲染。而像加载图片音乐之类占用资源大耗时久的任务，就是异步任务。关于这部分有严格的文字定义，但本文的目的是用最小的学习成本完全弄懂执行机制，因此咱们用导图来讲明： java

导图要表达的内容用文字来表述的话：同步和异步任务分别进入不一样的执行"场所"，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。

当指定的事情完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue。
主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)。

咱们不由要问了，那怎么知道主线程执行栈为空啊？js引擎存在monitoring process进程，会持续不断的检查主线程执行栈是否为空，一旦为空，就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。说了这么多文字，不如直接一段代码更直白：node

let data = [];
$.ajax({
    url:www.javascript.com,
    data:data,
    success:() => {
        console.log('发送成功!');
    }
})
console.log('代码执行结束');
复制代码

上面是一段简易的ajax请求代码：程序员

ajax进入Event Table，注册回调函数success。执行console.log('代码执行结束')。 ajax事件完成，回调函数success进入Event Queue。主线程从Event Queue读取回调函数success并执行。es6

相信经过上面的文字和代码，你已经对js的执行顺序有了初步了解。接下来咱们来研究进阶话题：setTimeout。ajax

又爱又恨的setTimeout

大名鼎鼎的setTimeout无需再多言，你们对他的第一印象就是异步能够延时执行，咱们常常这么实现延时3秒执行：chrome

setTimeout(() => {
    console.log('延时3秒');
},3000)
复制代码

渐渐的setTimeout用的地方多了，问题也出现了，有时候明明写的延时3秒，实际却5，6秒才执行函数，这又咋回事啊？promise

先看一个例子：浏览器

setTimeout(() => {
    task();
},3000)
console.log('执行console');
复制代码

根据前面咱们的结论，setTimeout是异步的，应该先执行console.log这个同步任务，因此咱们的结论是

//执行console
//task()
复制代码

去验证一下，结果正确！而后咱们修改一下前面的代码：

setTimeout(() => {
    task()
},3000)

sleep(10000000)
复制代码

乍一看其实差很少嘛，但咱们把这段代码在chrome执行一下，却发现控制台执行task()须要的时间远远超过3秒，说好的延时三秒，为啥如今须要这么长时间啊？

这时候咱们须要从新理解setTimeout的定义。咱们先说上述代码是怎么执行的：

task()进入Event Table并注册,计时开始。
执行sleep函数，很慢，很是慢，计时仍在继续。
3秒到了，计时事件timeout完成，task()进入Event Queue，可是sleep也太慢了吧，还没执行完，只好等着。
sleep终于执行完了，task()终于从Event Queue进入了主线程执行。

上述的流程走完，咱们知道setTimeout这个函数，是通过指定时间后，把要执行的任务(本例中为task())加入到Event Queue中，又由于是单线程任务要一个一个执行，若是前面的任务须要的时间过久，那么只能等着，致使真正的延迟时间远远大于3秒。

咱们还常常遇到setTimeout(fn,0)这样的代码，0秒后执行又是什么意思呢？是否是能够当即执行呢？

答案是不会的，setTimeout(fn,0)的含义是，指定某个任务在主线程最先可得的空闲时间执行，意思就是不用再等多少秒了，只要主线程执行栈内的同步任务所有执行完成，栈为空就立刻执行。举例说明：

//代码1
console.log('先执行这里');
setTimeout(() => {
    console.log('执行啦')
},0);
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//代码2
console.log('先执行这里');
setTimeout(() => {
    console.log('执行啦')
},3000);
复制代码

代码1的输出结果是：

//先执行这里
//执行啦
复制代码

代码2的输出结果是：

//先执行这里
// ... 3s later
// 执行啦
复制代码

关于setTimeout要补充的是，即使主线程为空，0毫秒实际上也是达不到的。根据HTML的标准，最低是4毫秒。有兴趣的同窗能够自行了解。

又恨又爱的setInterval

上面说完了setTimeout，固然不能错过它的孪生兄弟setInterval。他俩差很少，只不事后者是循环的执行。对于执行顺序来讲，setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue，若是前面的任务耗时过久，那么一样须要等待。惟一须要注意的一点是，对于setInterval(fn,ms)来讲，咱们已经知道不是每过ms秒会执行一次fn，而是每过ms秒，会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms，那么就彻底看不出来有时间间隔了。这句话请读者仔细品味。

Promise与process.nextTick(callback)

传统的定时器咱们已经研究过了，接着咱们探究Promise与process.nextTick(callback)的表现。

Promise的定义和功能本文再也不赘述，不了解的读者能够学习一下阮一峰老师的Promise。而process.nextTick(callback)相似node.js版的"setTimeout"，在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。

咱们进入正题，除了广义的同步任务和异步任务，咱们对任务有更精细的定义：

macro-task(宏任务)：包括总体代码script，setTimeout，setInterval
micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick

不一样类型的任务会进入对应的Event Queue，好比setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。

事件循环的顺序，决定js代码的执行顺序。进入总体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行全部的微任务。而后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行全部的微任务。听起来有点绕，咱们用文章最开始的一段代码说明：

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

new Promise(function(resolve) {
    console.log('promise');
}).then(function() {
    console.log('then');
})

console.log('console');
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这段代码做为宏任务，进入主线程。
先遇到setTimeout，那么将其回调函数注册后分发到宏任务Event Queue。(注册过程与上同，下文再也不描述)
接下来遇到了Promise，new Promise当即执行，then函数分发到微任务Event Queue。
遇到console.log()，当即执行。
好啦，总体代码script做为第一个宏任务执行结束，看看有哪些微任务？咱们发现了then在微任务Event Queue里面，执行。
ok，第一轮事件循环结束了，咱们开始第二轮循环，固然要从宏任务Event Queue开始。咱们发现了宏任务Event Queue中setTimeout对应的回调函数，当即执行。
结束。

事件循环，宏任务，微任务的关系如图所示：

咱们来分析一段较复杂的代码，看看你是否真的掌握了js的执行机制：

console.log('1');

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})
process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})
复制代码

第一轮事件循环流程分析以下：

总体script做为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。
遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。咱们暂且记为setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。咱们记为process1。
遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。咱们记为then1。
又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，咱们记为setTimeout2。
上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的状况，此时已经输出了1和7。
咱们发现了process1和then1两个微任务。
执行process1,输出6。
执行then1，输出8。

好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，一样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise当即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。
第二轮事件循环宏任务结束，咱们发现有process2和then2两个微任务能够执行。
输出3。
输出5。
第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。
第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。直接输出9。
将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。直接执行new Promise，输出11。
将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。
第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。
输出10。
输出12。
第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12。整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。 (请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不彻底相同，输出顺序可能会有偏差)

写在最后

(1)js的异步

咱们从最开头就说javascript是一门单线程语言，不论是什么新框架新语法糖实现的所谓异步，其实都是用同步的方法去模拟的，紧紧把握住单线程这点很是重要。

(2)事件循环Event Loop

事件循环是js实现异步的一种方法，也是js的执行机制。

(3)javascript的执行和运行

执行和运行有很大的区别，javascript在不一样的环境下，好比node，浏览器，Ringo等等，执行方式是不一样的。而运行大多指javascript解析引擎，是统一的。

(4)setImmediate

微任务和宏任务还有不少种类，好比setImmediate等等，执行都是有共同点的，有兴趣的同窗能够自行了解。

(5)最后的最后

javascript是一门单线程语言
Event Loop是javascript的执行机制

你是否是以为结束了？哈哈哈，尚未，既然臭不要脸的把原做者的文章毫无保留的撸了下来，不说点啥彷佛有点不合适啊。

(6)我的冒着被打的总结：

总的来讲，js 执行机制核心在于几点：

同步与异步，同步优先于异步。
js 是单线程的，同一栈内（即同一等级）的宏任务或者微任务也是按放入的前后顺序执行的（除了是setTimeout这种延迟执行的，得分具体状况。）。
对宏任务与微任务的理解：一次宏任务执行完以后，再把剩下的微任务所有执行完，才再回执行新的宏任务。（事件循环）理清宏任务以及微任务的关系是理解执行顺序的关键。
HTML5标准规定 setTimeout的最短期间隔是4毫秒； setInterval的最短间隔时间是10毫秒; 也就是说，小于10毫秒的时间间隔会被调整到10毫秒,4毫秒也同样。例如:

setTimeout(function(){
    console.log("1")
},3)
 setTimeout(function(){
    console.log("2")
},2)
 setTimeout(function(){
    console.log("3")
},1)
复制代码

这个结果咱们想象中应该是：

// 三、二、1
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其实结果是

// 一、二、3
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(7)真的是最后了

由衷感谢这篇文章原做者给我缕清了这个js执行机制，我这里就当收藏，作小笔记了，膜拜大佬。若是各位看官以为我这砖搬得好，还请关注我，哈哈！