JS事件循环(Event Loop)机制

前言

众所周知，为了与浏览器进行交互，Javascript是一门非阻塞单线程脚本语言。

1. 为何单线程？ 因为如果在DOM操作中，有两个线程一个添加节点，一个删除节点，浏览器并不知道以哪个为准，所以只能选择一个主线程来执行代码，以防止冲突。虽然如今添加了webworker等新技术，但其依然只是主线程的子线程，并不能执行诸如I/O类的操作。长期来看，JS将一直是单线程。

2. 为何非阻塞？因为单线程意味着任务需要排队，任务按顺序执行，如果一个任务很耗时，下一个任务不得不等待。所以为了避免这种阻塞，我们需要一种非阻塞机制。这种非阻塞机制是一种异步机制，即需要等待的任务不会阻塞主执行栈中同步任务的执行。这种机制是如下运行的：

   • 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）
   • 等待任务的回调结果进入一种任务队列(task queue)。
   • 当主执行栈中的同步任务执行完毕后才会读取任务队列，任务队列中的异步任务（即之前等待任务的回调结果）会塞入主执行栈，
   • 异步任务执行完毕后会再次进入下一个循环。此即为今天文章的主角事件循环(Event Loop)

   用一张图展示这个过程：

    

   

   Markdown

正文

1.macro task与micro task

在实际情况中，上述的任务队列(task queue)中的异步任务分为两种：微任务（micro task)和宏任务（macro task)。

• micro task事件：Promises(浏览器实现的原生Promise)、MutationObserver、process.nextTick
  <br />
• macro task事件：setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI rendering
  这里注意：script(整体代码)即一开始在主执行栈中的同步代码本质上也属于macrotask，属于第一个执行的task

microtask和macotask执行规则：

• macrotask按顺序执行，浏览器的ui绘制会插在每个macrotask之间
• microtask按顺序执行，会在如下情况下执行：
  • 每个callback之后，只要没有其他的JS在主执行栈中
  • 每个macrotask结束时

下面来个简单例子：

console.log(1);
 
setTimeout(function() {
  console.log(2);
}, 0);
 
new Promise(function(resolve,reject){
    console.log(3)
    resolve()
}).then(function() {
  console.log(4);
}).then(function() {
  console.log(5);
});
 
console.log(6);

一步一步分析如下：

• 1.同步代码作为第一个macrotask,按顺序输出：1 3 6
• 2.microtask按顺序执行：4 5
• 3.microtask清空后执行下一个macrotask：2

再来一个复杂的例子：

// Let's get hold of those elements
var outer = document.querySelector('.outer');
var inner = document.querySelector('.inner');
 
// Let's listen for attribute changes on the
// outer element
new MutationObserver(function() {
  console.log('mutate');
}).observe(outer, {
  attributes: true
});
 
// Here's a click listener…
function onClick() {
  console.log('click');
 
  setTimeout(function() {
    console.log('timeout');
  }, 0);
 
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise');
  });
 
  outer.setAttribute('data-random', Math.random());
}
 
// …which we'll attach to both elements
inner.addEventListener('click', onClick);
outer.addEventListener('click', onClick);

假设我们创建一个有里外两部分的正方形盒子，里外都绑定了点击事件，此时点击内部，代码会如何执行？一步一步分析如下：

• 1.触发内部click事件，同步输出：click
• 2.将setTimeout回调结果放入macrotask队列
• 3.将promise回调结果放入microtask
• 4.将Mutation observers放入microtask队列，主执行栈中onclick事件结束，主执行栈清空
• 5.依序执行microtask队列中任务，输出：promise mutate
• 6.注意此时事件冒泡，外部元素再次触发onclick回调，所以按照前5步再次输出：click promise mutate（我们可以注意到事件冒泡甚至会在microtask中的任务执行之后，microtask优先级非常高）
• 7.macrotask中第一个任务执行完毕，依次执行macrotask中剩下的任务输出：timeout timeout