EventLoop和任務(wù)隊列(微任務(wù)和宏任務(wù))

Eventloop

要說Eventloop,就不得不提瀏覽器進(jìn)程JavaScript單線程的三兩事。

瀏覽器的工作原理,這里不提了,細(xì)摳的話很復(fù)雜,這里只說瀏覽器進(jìn)程的組成名扛。

瀏覽器進(jìn)程

簡單了解下瀏覽器進(jìn)程,但這不是本文重點,本文重點是: 瀏覽器渲染進(jìn)程(內(nèi)核),也叫 瀏覽器內(nèi)核進(jìn)程

  • Browser進(jìn)程: 瀏覽器的主進(jìn)程,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)助析、主控,只有一個
  • 第三方插件進(jìn)程: 每種類型的插件對應(yīng)一個進(jìn)程综芥,僅當(dāng)使用該插件時才創(chuàng)建
  • GPU進(jìn)程:最多一個果港,用于3D繪制
  • 瀏覽器渲染進(jìn)程(內(nèi)核):默認(rèn)每個Tab頁面一個進(jìn)程辩块,互不影響烙常,控制頁面渲染,腳本執(zhí)行召耘,事件處理等(有時候會優(yōu)化百炬,如多個空白tab會合并成一個進(jìn)程)

以下是本文重點


瀏覽器內(nèi)核進(jìn)程中主要有5大常駐線程,他們各自有分工:

  • GUI渲染線程:負(fù)責(zé)頁面渲染
  • JS引擎線程:主線程,執(zhí)行JavaScript腳本
  • 事件觸發(fā)線程: 顧名思義
  • 定時器線程:顧名思義
  • 異步http請求線程: 顧名思義

大家都知道JavaScript是單線程腳本語言,為啥是單線程污它,有一定的歷史原因剖踊,也有專業(yè)性的考量,感興趣的話推薦閱讀 阮一峰 老師的 JavaScript 運行機(jī)制詳解:再談Event Loop

上面列出來的5大常駐線程衫贬,其中GUI渲染線程JS引擎線程是“相愛相殺”的德澈,JS引擎線程在執(zhí)行過程中會阻塞GUI渲染線程進(jìn)行頁面渲染,導(dǎo)致頁面卡頓固惯。

如果你說感覺不到梆造,那只能說卡頓時間長短的問題,可以試試這個,先在瀏覽器打開看看葬毫,再把while(true) {}注釋掉刷新試試澳窑。

test.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
  <script>
    while(true) {}
  </script>
</head>
<body>
  這是測試GUI線程渲染結(jié)果顯示的內(nèi)容,很簡單供常,就一行文字而已摊聋。。栈暇。
</body>
</html>

這就是為什么在聊到頁面優(yōu)化的時候麻裁,有一項是: 把沒有上下文依賴的外部腳本引入放到</body>上一行的原因。

除了GUI渲染線程JS引擎線程之外源祈,剩下的3個線程:事件觸發(fā)線程煎源、定時器線程、異步http請求線程香缺,都是用來處理異步邏輯的手销。

任務(wù)隊列(消息隊列)

除了這些線程之外,還有一個消息隊列(任務(wù)隊列)图张,任務(wù)對列不是線程锋拖,而是一個存儲結(jié)構(gòu)。

下面說的內(nèi)容可能會有偏差祸轮,因為我查詢到的有各個版本的說法兽埃,難以總結(jié),大致有個概念就行

任務(wù)對列分為2種類型:

  • 宏任務(wù)隊列: Task Queue(MacroTask Queue)适袜,可以有多個
  • 微任務(wù)隊列: MicroTask Queue

異步代碼會根據(jù)類型分別丟到 宏任務(wù)隊列 和 微任務(wù)隊列 中處理柄错,下面是一些劃分(左邊是高優(yōu)先級):

  • 宏任務(wù): setTimeout => setInterval => setImmediate(nodeJS) => I/O => UI Rendering
  • 微任務(wù): process.nextTick(nodeJS) => Promise(Promise.then) => mutationObserver

EventLoop(事件循環(huán))

當(dāng)JavaScrip會創(chuàng)建一個類似于while(true)的循環(huán),不停地執(zhí)行,每當(dāng)JS主線程執(zhí)行完棧中同步代碼后,就會去任務(wù)隊列中讀取售貌,被讀取到主線程棧中的代碼一定是已經(jīng)執(zhí)行完成的異步代碼给猾,如果異步代碼還沒有完成,怎么繼續(xù)等待颂跨,直到完成后才會被讀取到主進(jìn)程中執(zhí)行敢伸,因為JavaScript單線程特性決定了它不可能等待不知道什么時候能完成的任務(wù)。


其實上面都是概念性的內(nèi)容毫捣,其實本文的核心是想說一說 宏任務(wù)和微任務(wù) 的執(zhí)行順序。


案例

在面試題中經(jīng)常會看到類似于這樣的代碼帝际,來判斷輸出的順序蔓同,這里就借這個案例來摳一摳:

先別慌思考和運行,看看示例代碼塊下面的規(guī)則蹲诀,然后再去思考斑粱,寫出順序。
如果你都覺得這是小case脯爪,那么瀏覽器Tab右上角有個“叉號”则北, 請點一點;
如果你錯了痕慢,那么看看規(guī)則下方的分析吧尚揣。。掖举。

console.log('1');

setTimeout(function() {
  console.log('2');
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('3');
  })
  new Promise(function(resolve) {
    console.log('4');
    resolve();
  }).then(function() {
    console.log('5')
    Promise.resolve().then(function() {
      console.log('14');
    })
  })
}, 100)

Promise.resolve().then(function() {
  console.log('6');
})

new Promise(function(resolve) {
  console.log('7');
  resolve();
}).then(function() {
  console.log('8')
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('15');
  })
})
Promise.resolve().then(function() {
  console.log('100');
})
setTimeout(function() {
  console.log('9');
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('10');
  })
  new Promise(function(resolve) {
    console.log('11');
    resolve();
  }).then(function() {
    console.log('12')
  })
}, 0)

console.log('13')

有以下幾個規(guī)則:

  • JavaScript在執(zhí)行時快骗,遇到同步代碼就直接執(zhí)行,遇到異步代碼會分類:
    • 宏任務(wù)丟到宏任務(wù)隊列塔次;
    • 微任務(wù)丟到微任務(wù)隊列
  • 宏任務(wù)優(yōu)先于微任務(wù)執(zhí)行(你可能會對這個規(guī)則有疑惑方篮,不急,往下看)
    每個宏任務(wù)執(zhí)行完后執(zhí)行渲染(這是擴(kuò)展的励负,放這里純粹是防止忘記)
  • 繼續(xù)執(zhí)行下一個宏任務(wù)
  • 重點:每個宏任務(wù)執(zhí)行完后藕溅,不會立即進(jìn)入渲染或進(jìn)入下一個宏任務(wù),而是把在當(dāng)前宏任務(wù)執(zhí)行過程中產(chǎn)生的所有微任務(wù)執(zhí)行完后才會進(jìn)入下一步

執(zhí)行結(jié)果為:

1 // console.log('1')
7
13 // console.log('13')
6
8
100
15
// 以下為第二個setTimeout
9
11
10
12
// 以下為第一個setTimeout
2
4
3
5
14

分析

  1. console.log('1')console.log('13') 是同步代碼继榆,輸出:1 => 13 很好理解巾表,但是7為什么會在13之前輸出?

原因: 雖然 console.log('7') 是 new Promise的回調(diào)函數(shù)內(nèi)的略吨,但這里并不意味著它就是異步的攒发,可以想象一下這樣一個過程: new Promise(callback),而Promise的構(gòu)造函數(shù)是這樣的:

function Promise (cb) {
  let resolve = function (data) { xxx }
  typeof cb === 'function' && cb(resolve)
}

那么new Promise內(nèi)部就是同步執(zhí)行的,起碼按照目前的表現(xiàn)是可以這么猜測和解釋的晋南。
所以 輸出:1 => 7 => 13 就可以理解了惠猿。

  1. 接下來是 6 => 8 => 100 的輸出的分析
    疑惑: 規(guī)則里不是說了先執(zhí)行宏任務(wù)嗎?為什么不是先執(zhí)行setTimeout里的代碼?而是執(zhí)行微任務(wù)里的Promise.then?
    其實這問題我也疑惑了挺久的偶妖,弄得一直搞不清到底誰先誰后姜凄,后來想到了原因。
    原因: 因為代碼執(zhí)行的上下文就是被當(dāng)做一個最外層的宏任務(wù)趾访,而 Promise.resolve().then(function() {console.log('6');})态秧、Promise.xxxx.then(function() {console.log('8');})以及Promise.resolve().then(function() {console.log('100');}) 外部沒有被屬于宏任務(wù)的代碼包裹,就說明屬于頂層宏任務(wù)的微任務(wù)扼鞋,所以會先執(zhí)行申鱼。

  2. 再看看 15 和 8 都在一個Promise.then的代碼塊里穗泵,為什么會在 100 之后輸出也拜?

原因:

  • 實際上 console.log('8')Promise.resolve()確實是同步執(zhí)行的
  • 但遇到了 .then,發(fā)現(xiàn)這是一個微任務(wù)钾菊,所以又把 console.log('15') 丟到了微任務(wù)隊列中
  • 雖然這是一個異步溃槐,但根據(jù)規(guī)則同一個宏任務(wù)中的微任務(wù)會被等待到執(zhí)行完匣砖,所以 console.log('15')是一定會被在下一個宏任務(wù)之前被執(zhí)行的。

但我們不要忘記了昏滴,隊列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 先進(jìn)先出 的猴鲫,console.log('8') 和 console.log('100')由于被先丟到微任務(wù)隊列中,所以會先執(zhí)行谣殊,console.log('15') 就會后執(zhí)行拂共。

new Promise(function(resolve) {
  console.log('7');
  resolve();
}).then(function() {
  console.log('8')
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('15');
  })
})
  1. 綜合以上分析那么下面兩個定時器分別按順序輸出:
    9 => 11 =>10 =>12
    2 => 4 =>3 => 5 =>14
    就順理成章了

  2. 還有個問題,不是 2 => 4 =>3 => 5 =>14 應(yīng)該被先輸出嗎姻几,為什么反了匣缘?

原因: 示例代碼里其實有一個坑。鲜棠。肌厨。兩個定時器的延遲時間不同,第一個定時器是 100ms豁陆,而第二個定時器是 0ms柑爸,是立即執(zhí)行的。

新的疑惑: 雖然兩個定時器的延遲時間不同盒音,但是第一個定時器被先添加到宏任務(wù)隊列中表鳍,按照隊列先進(jìn)先出規(guī)則,豈不是自己打臉了祥诽?

原因: 這些異步代碼是通過EventLoop不停地輪詢隊列譬圣,然后添加到主線程中執(zhí)行的。
但是有一個前提雄坪,這個前提在上面介紹EventLoop已經(jīng)加粗顯示了:

被讀取到主線程棧中的代碼一定是已經(jīng)執(zhí)行完成的異步代碼

注意已經(jīng)執(zhí)行完成這6個字厘熟,因為第二個定時器先執(zhí)行完,所以EventLoop先發(fā)現(xiàn)了它,所以它被先取到主線程中執(zhí)行绳姨。

這樣疑問就解決了登澜。。飘庄。

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