原文在這里
說明：
- 我通過這篇文章第一次知道JavaScript運行機制中的任務隊列有宏任務和微任務之分蛋济。
- 文中的代碼例子在瀏覽器控制臺和node環(huán)境中運行結果是不一樣的站蝠。
- 有刪改
這一次教寂，徹底弄懂 JavaScript 執(zhí)行機制
本文的目的就是要保證你徹底弄懂javascript的執(zhí)行機制鳖宾，如果讀完本文還不懂芹啥，可以揍我悄泥。
不論你是javascript新手還是老鳥臀脏，不論是面試求職劝堪，還是日常開發(fā)工作冀自，我們經常會遇到這樣的情況：給定的幾行代碼，我們需要知道其輸出內容和順序秒啦。因為javascript是一門單線程語言熬粗，所以我們可以得出結論：
- javascript是按照語句出現的順序執(zhí)行的
看到這里讀者要打人了：我難道不知道js是一行一行執(zhí)行的？還用你說余境？稍安勿躁驻呐，正因為js是一行一行執(zhí)行的，所以我們以為js都是這樣的：
let a = '1';
console.log(a);
let b = '2';
console.log(b);
然而實際上js是這樣的：
setTimeout(function(){
console.log('定時器開始啦')
});
new Promise(function(resolve){
console.log('馬上執(zhí)行for循環(huán)啦');
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log('執(zhí)行then函數啦')
});
console.log('代碼執(zhí)行結束');
依照js是按照語句出現的順序執(zhí)行這個理念芳来，我自信的寫下輸出結果：
//"定時器開始啦"
//"馬上執(zhí)行for循環(huán)啦"
//"執(zhí)行then函數啦"
//"代碼執(zhí)行結束"
去chrome上驗證下含末，結果完全不對，瞬間懵了即舌，說好的一行一行執(zhí)行的呢佣盒？
我們真的要徹底弄明白javascript的執(zhí)行機制了。
1.關于javascript
javascript是一門單線程語言顽聂，在最新的HTML5中提出了Web-Worker肥惭，但javascript是單線程這一核心仍未改變。所以一切javascript版的"多線程"都是用單線程模擬出來的紊搪，一切javascript多線程都是紙老虎蜜葱！
2.javascript事件循環(huán)
既然js是單線程，那就像只有一個窗口的銀行耀石，客戶需要排隊一個一個辦理業(yè)務笼沥，同理js任務也要一個一個順序執(zhí)行。如果一個任務耗時過長娶牌，那么后一個任務也必須等著奔浅。那么問題來了，假如我們想瀏覽新聞诗良，但是新聞包含的超清圖片加載很慢汹桦，難道我們的網頁要一直卡著直到圖片完全顯示出來？因此聰明的程序員將任務分為兩類：
- 同步任務
- 異步任務
當我們打開網站時鉴裹，網頁的渲染過程就是一大堆同步任務儒老，比如頁面骨架和頁面元素的渲染。而像加載圖片音樂之類占用資源大耗時久的任務魔市，就是異步任務颠黎。關于這部分有嚴格的文字定義，但本文的目的是用最小的學習成本徹底弄懂執(zhí)行機制总处，所以我們用導圖來說明：
導圖要表達的內容用文字來表述的話：
- 同步和異步任務分別進入不同的執(zhí)行"場所"狈惫，同步的進入主線程，異步的進入Event Table并注冊函數鹦马。
- 當指定的事情完成時胧谈，Event Table會將這個函數移入Event Queue忆肾。
- 主線程內的任務執(zhí)行完畢為空，會去Event Queue讀取對應的函數菱肖，進入主線程執(zhí)行客冈。
- 上述過程會不斷重復，也就是常說的Event Loop(事件循環(huán))稳强。
我們不禁要問了场仲，那怎么知道主線程執(zhí)行棧為空啊退疫？js引擎存在monitoring process進程燎窘，會持續(xù)不斷的檢查主線程執(zhí)行棧是否為空，一旦為空蹄咖，就會去Event Queue那里檢查是否有等待被調用的函數褐健。
說了這么多文字，不如直接一段代碼更直白：
let data = [];
$.ajax({
url:www.javascript.com,
data:data,
success:() => {
console.log('發(fā)送成功!');
}
})
console.log('代碼執(zhí)行結束');
上面是一段簡易的ajax請求代碼：
- ajax進入Event Table澜汤，注冊回調函數
success蚜迅。 - 執(zhí)行
console.log('代碼執(zhí)行結束')。 - ajax事件完成俊抵，回調函數
success進入Event Queue谁不。 - 主線程從Event Queue讀取回調函數
success并執(zhí)行。
相信通過上面的文字和代碼徽诲，你已經對js的執(zhí)行順序有了初步了解刹帕。接下來我們來研究進階話題：setTimeout。
3.又愛又恨的setTimeout
大名鼎鼎的setTimeout無需再多言谎替，大家對他的第一印象就是異步可以延時執(zhí)行偷溺，我們經常這么實現延時3秒執(zhí)行：
setTimeout(() => {
console.log('延時3秒');
},3000)
漸漸的setTimeout用的地方多了，問題也出現了钱贯，有時候明明寫的延時3秒挫掏，實際卻5，6秒才執(zhí)行函數秩命，這又咋回事拔竟病？
先看一個例子：
setTimeout(() => {
task();
},3000)
console.log('執(zhí)行console');
根據前面我們的結論弃锐，setTimeout是異步的袄友，應該先執(zhí)行console.log這個同步任務，所以我們的結論是：
//執(zhí)行console
//task()
去驗證一下霹菊，結果正確剧蚣！
然后我們修改一下前面的代碼：
setTimeout(() => {
task()
},3000)
sleep(10000000)
乍一看其實差不多嘛，但我們把這段代碼在chrome執(zhí)行一下，卻發(fā)現控制臺執(zhí)行task()需要的時間遠遠超過3秒券敌，說好的延時三秒，為啥現在需要這么長時間傲蟆待诅？
這時候我們需要重新理解setTimeout的定義。我們先說上述代碼是怎么執(zhí)行的：
-
task()進入Event Table并注冊,計時開始熊镣。 - 執(zhí)行
sleep函數卑雁，很慢，非常慢绪囱，計時仍在繼續(xù)测蹲。 - 3秒到了，計時事件
timeout完成鬼吵，task()進入Event Queue扣甲，但是sleep也太慢了吧，還沒執(zhí)行完齿椅，只好等著琉挖。 -
sleep終于執(zhí)行完了，task()終于從Event Queue進入了主線程執(zhí)行涣脚。
上述的流程走完示辈，我們知道setTimeout這個函數，是經過指定時間后遣蚀，把要執(zhí)行的任務(本例中為task())加入到Event Queue中矾麻，又因為是單線程任務要一個一個執(zhí)行，如果前面的任務需要的時間太久芭梯，那么只能等著险耀，導致真正的延遲時間遠遠大于3秒。
我們還經常遇到setTimeout(fn,0)這樣的代碼玖喘，0秒后執(zhí)行又是什么意思呢胰耗？是不是可以立即執(zhí)行呢？
答案是不會的芒涡，setTimeout(fn,0)的含義是柴灯，指定某個任務在主線程最早可得的空閑時間執(zhí)行，意思就是不用再等多少秒了费尽，只要主線程執(zhí)行棧內的同步任務全部執(zhí)行完成赠群，棧為空就馬上執(zhí)行。舉例說明：
//代碼1
console.log('先執(zhí)行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執(zhí)行啦')
},0);
//代碼2
console.log('先執(zhí)行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執(zhí)行啦')
},3000);
代碼1的輸出結果是：
//先執(zhí)行這里
//執(zhí)行啦
代碼2的輸出結果是：
//先執(zhí)行這里
// ... 3s later
// 執(zhí)行啦
關于setTimeout要補充的是旱幼，即便主線程為空查描，0毫秒實際上也是達不到的。根據HTML的標準，最低是4毫秒冬三。有興趣的同學可以自行了解匀油。
4.又恨又愛的setInterval
上面說完了setTimeout，當然不能錯過它的孿生兄弟setInterval勾笆。他倆差不多敌蚜，只不過后者是循環(huán)的執(zhí)行。對于執(zhí)行順序來說窝爪，setInterval會每隔指定的時間將注冊的函數置入Event Queue弛车，如果前面的任務耗時太久，那么同樣需要等待蒲每。
唯一需要注意的一點是纷跛，對于setInterval(fn,ms)來說，我們已經知道不是每過ms秒會執(zhí)行一次fn邀杏，而是每過ms秒贫奠，會有fn進入Event Queue。一旦setInterval的回調函數fn執(zhí)行時間超過了延遲時間ms望蜡，那么就完全看不出來有時間間隔了叮阅。這句話請讀者仔細品味。
5.Promise與process.nextTick(callback)
傳統(tǒng)的定時器我們已經研究過了泣特，接著我們探究Promise與process.nextTick(callback)的表現浩姥。
Promise的定義和功能本文不再贅述，不了解的讀者可以學習一下阮一峰老師的Promise状您。而process.nextTick(callback)類似node.js版的"setTimeout"勒叠，在事件循環(huán)的下一次循環(huán)中調用 callback 回調函數。
我們進入正題膏孟，除了廣義的同步任務和異步任務眯分，我們對任務有更精細的定義：
- macro-task(宏任務)：包括整體代碼script，setTimeout柒桑，setInterval
- micro-task(微任務)：Promise弊决，process.nextTick
不同類型的任務會進入對應的Event Queue，比如setTimeout和setInterval會進入相同的Event Queue魁淳。
事件循環(huán)的順序飘诗，決定js代碼的執(zhí)行順序。進入整體代碼(宏任務)后界逛，開始第一次循環(huán)昆稿。接著執(zhí)行所有的微任務。然后再次從宏任務開始息拜，找到其中一個任務隊列執(zhí)行完畢溉潭，再執(zhí)行所有的微任務净响。聽起來有點繞，我們用文章最開始的一段代碼說明：
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise');
resolve();
}).then(function() {
console.log('then');
})
console.log('console');
- 這段代碼作為宏任務喳瓣，進入主線程馋贤。
- 先遇到
setTimeout，那么將其回調函數注冊后分發(fā)到宏任務Event Queue畏陕。(注冊過程與上同配乓，下文不再描述) - 接下來遇到了
Promise，new Promise立即執(zhí)行蹭秋，then函數分發(fā)到微任務Event Queue扰付。 - 遇到
console.log()堤撵，立即執(zhí)行仁讨。 - 好啦，整體代碼script作為第一個宏任務執(zhí)行結束实昨，看看有哪些微任務洞豁？我們發(fā)現了
then在微任務Event Queue里面，執(zhí)行荒给。 - ok丈挟，第一輪事件循環(huán)結束了，我們開始第二輪循環(huán)志电，當然要從宏任務Event Queue開始曙咽。我們發(fā)現了宏任務Event Queue中
setTimeout對應的回調函數，立即執(zhí)行挑辆。 - 結束例朱。
事件循環(huán)，宏任務鱼蝉，微任務的關系如圖所示：
我們來分析一段較復雜的代碼洒嗤，看看你是否真的掌握了js的執(zhí)行機制：
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')
})
})
第一輪事件循環(huán)流程分析如下：
- 整體script作為第一個宏任務進入主線程，遇到
console.log魁亦，輸出1渔隶。 - 遇到
setTimeout，其回調函數被分發(fā)到宏任務Event Queue中洁奈。我們暫且記為setTimeout1间唉。 - 遇到
process.nextTick()，其回調函數被分發(fā)到微任務Event Queue中利术。我們記為process1终吼。 - 遇到
Promise，new Promise直接執(zhí)行氯哮，輸出7际跪。then被分發(fā)到微任務Event Queue中商佛。我們記為then1。 - 又遇到了
setTimeout姆打，其回調函數被分發(fā)到宏任務Event Queue中良姆，我們記為setTimeout2。
| 宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
|---|---|
| setTimeout1 | process1 |
| setTimeout2 | then1 |
上表是第一輪事件循環(huán)宏任務結束時各Event Queue的情況幔戏，此時已經輸出了1和7玛追。
我們發(fā)現了
process1和then1兩個微任務。執(zhí)行
process1,輸出6闲延。執(zhí)行
then1痊剖，輸出8。
好了垒玲，第一輪事件循環(huán)正式結束陆馁，這一輪的結果是輸出1，7合愈，6叮贩，8。那么第二輪時間循環(huán)從setTimeout1宏任務開始：
- 首先輸出2佛析。接下來遇到了
process.nextTick()益老，同樣將其分發(fā)到微任務Event Queue中，記為process2寸莫。new Promise立即執(zhí)行輸出4捺萌，then也分發(fā)到微任務Event Queue中，記為then2膘茎。
| 宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
|---|---|
| setTimeout2 | process2 |
| then2 |
- 第二輪事件循環(huán)宏任務結束桃纯，我們發(fā)現有
process2和then2兩個微任務可以執(zhí)行。 - 輸出3辽狈。
- 輸出5慈参。
- 第二輪事件循環(huán)結束，第二輪輸出2刮萌，4驮配，3，5着茸。
- 第三輪事件循環(huán)開始壮锻，此時只剩setTimeout2了，執(zhí)行涮阔。
- 直接輸出9猜绣。
- 將
process.nextTick()分發(fā)到微任務Event Queue中。記為process3敬特。 - 直接執(zhí)行
new Promise掰邢，輸出11牺陶。 - 將
then分發(fā)到微任務Event Queue中，記為then3辣之。
| 宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
|---|---|
| process3 | |
| then3 |
- 第三輪事件循環(huán)宏任務執(zhí)行結束掰伸，執(zhí)行兩個微任務
process3和then3。 - 輸出10怀估。
- 輸出12狮鸭。
- 第三輪事件循環(huán)結束，第三輪輸出9多搀，11歧蕉，10，12康铭。
整段代碼惯退，共進行了三次事件循環(huán)，完整的輸出為1麻削，7蒸痹，6春弥，8呛哟，2，4匿沛，3扫责，5，9逃呼，11鳖孤，10，12抡笼。
(請注意苏揣，node環(huán)境下的事件監(jiān)聽依賴libuv與前端環(huán)境不完全相同，輸出順序可能會有誤差)
6.寫在最后
(1)js的異步
我們從最開頭就說javascript是一門單線程語言推姻，不管是什么新框架新語法糖實現的所謂異步平匈，其實都是用同步的方法去模擬的，牢牢把握住單線程這點非常重要藏古。
(2)事件循環(huán)Event Loop
事件循環(huán)是js實現異步的一種方法增炭，也是js的執(zhí)行機制。
(3)javascript的執(zhí)行和運行
執(zhí)行和運行有很大的區(qū)別拧晕，javascript在不同的環(huán)境下隙姿，比如node，瀏覽器厂捞，Ringo等等输玷，執(zhí)行方式是不同的队丝。而運行大多指javascript解析引擎，是統(tǒng)一的欲鹏。
(4)setImmediate
微任務和宏任務還有很多種類炭玫，比如setImmediate等等，執(zhí)行都是有共同點的貌虾，有興趣的同學可以自行了解吞加。
(5)最后的最后
- javascript是一門單線程語言
- Event Loop是javascript的執(zhí)行機制
