彻底弄懂 JavaScript 执行机制

叁歲伎倆 2022-10-15 14:00 212阅读 0赞

文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/rnWPQ9SVGo1inYMomqYsJQ

1.  JavaScript事件循环  
    JavaScript是单线程，JS任务要一个一个顺序执行。如果一个任务耗时过长，那么后一个任务必须等待。会造成阻塞， 因此可以将任务分为两类：  
    **同步任务**  
    **异步任务**

当我们打开网站时，网页的渲染过程就是一大堆同步任务，比如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。

页面加载js执行：  
首先判断JS是同步还是异步,同步就进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。  
当满足触发条件后，Event Table会将这个函数移入Event Queue(事件队列)。  
主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue查看是否有可执行的异步任务,如果有就推入主线程中。  
上述过程会不断重复，这就是常说的Event Loop(事件循环)。

事件循环是JS实现异步的一种方法，也是JS的执行机制。  
那怎么知道主线程执行栈为空呢？js引擎存在监控进程monitoring process，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 检查是否有等待被调用的函数。

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

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。

2、setTimeout

setTimeout就是异步可以延时执行，我们经常这么实现延时3秒执行：

setTimeout(() => { 
        console.log('延时3秒');
    },3000)
    console.log('执行console');
    
    //执行console
    //延时3秒

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？

我们修改一下前面的代码：

setTimeout(() => { 
        task()
    },3000)
    
    sleep(10000000)

乍一看其实差不多嘛，但我们把这段代码在chrome执行一下，却发现控制台执行task()需要的时间远远超过3秒，这时候我们需要重新理解setTimeout的定义。我们先说上述代码是怎么执行的：

**1、** task()进入Event Table并注册，计时开始。

**2、** 执行sleep函数，很慢，非常慢，计时仍在继续。

**3、** 3秒到了，计时事件timeout完成，task()进入Event Queue，但是sleep也太慢了吧，还没执行完，只好等着。

**4、** 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，我们知道setTimeout这个函数，是经过指定时间后，把要执行的任务(本例中为task())加入到Event Queue中，又因为是单线程任务要一个一个执行，如果前面的任务需要的时间太久，那么只能等着，导致真正的延迟时间远远大于3秒。

我们还经常遇到setTimeout(fn,0)这样的代码，0秒后执行又是什么意思呢？是不是可以立即执行呢？

答案是不会的，setTimeout(fn,0)的含义是，指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行，意思就是不用再等多少秒了，（而HTML5标准规定了setTimeout的最短间隔，不得低于4毫秒，如果低于这个值，就会自动增加，因此即便主线程为空，0毫秒实际上也是达不到的），只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成，栈为空就开始执行。

console.log('先执行这里');
    setTimeout(() => { 
        console.log('执行啦')
    },0);
    
    //先执行这里
    //执行啦
    
    //-----------------------------------
    
    console.log('先执行这里');
    setTimeout(() => { 
        console.log('执行啦')
    },3000);  
    
    //先执行这里
    // ... 3s later
    // 执行啦

3、Promise与process.nextTick(callback)

**process.nextTick(callback)**（Nodejs独有），在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。

除了同步任务和异步任务，我们对任务有更精细的定义：

**macro-task(宏任务)**：包括整体代码script，setTimeout，setInterval，事件绑定，ajax，回调函数等

**micro-task(微任务)**：Promise，process.nextTick

不同类型的任务会进入对应的Event Queue，事件循环的顺序，决定JS代码的执行顺序。

进入整体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行所有的微任务。听起来有点绕，用一段代码说明：

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

这段代码作为宏任务，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，下文不再描述)

接下来遇到new Promise立即执行，then函数分发到微任务Event Queue。

遇到console.log()，立即执行。

此时整体代码script作为第一个宏任务执行结束，看看有哪些微任务？我们发现了then在微任务Event Queue里面，执行。

ok，第一轮事件循环结束了，我们开始第二轮循环，当然要从宏任务Event Queue开始。我们发现了宏任务Event Queue中setTimeout对应的回调函数，立即执行。

结束。

我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')
        })
    })

1）、 第一轮事件循环流程分析如下：

整体script作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。我们暂且记为 setTimeout1。

遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为 process1。

遇到new Promise直接执行，输出7 。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为 then1。

又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为 setTimeout2。

图片  
上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。

发现存在 process1 和 then1 两个微任务。

执行process1，输出6 。

执行then1，输出8 。

第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出 1，7，6，8。

2）、.第二轮事件循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2 。遇到process.nextTick()，将其分发到微任务Event Queue中，标记为 process2。