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浅谈Javascript中的EventLoop机制
浅谈Javascript中的 EventLoop机制
一直对JavaScript的运行机制不甚了解,看了一篇文章描述的很仔细,就弄了点干货下来
javascript 是一门单线程的非阻塞的脚本语言,js 任务也要按顺序一个一个顺序执行。那么问题来了,假如我们想浏览新闻,但是新闻包含的超清图片加载很慢,难道我们的网页要一直卡着直到图片完全显示出来?因此任务分为两类:同步任务 和 异步任务
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同的执行”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)。
关于setTimeout
延迟执行方法 setTimeout 一般用于延迟执行,有时明明写的延时3秒,实际却5,6秒才执行函数,这又咋回事? 正常情况下是这样的:
setTimeout(() => {
task()
}, 3000)
console.log('执行console')
// 执行console
// task()
通常会遇到这样的:
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,说好的延时三秒呢?
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:
- task()进入Event Table并注册,计时开始
- 执行sleep函数,很慢,非常慢,计时仍在继续
- 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
- 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,只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成,栈为空就马上执行。关于 setTimeout,即便主线程为空,0毫秒实际上也是达不到的。根据HTML的标准,最低是4毫秒
关于 setInterval
都已经涉及到 setTimeout 了,那也说说和 setTimeout 相似的 setInterval 吧!
他俩差不多,只不过 setInterval 是循环的执行。对于执行顺序来说,setInterval 会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue,如果前面的任务耗时太久,那么同样需要等待
唯一需要注意的一点是,对于 setInterval(fn, ms) 来说,我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,那么就完全看不出来有时间间隔了
关于 Promise 与 process.nextTick(callback)
传统的定时器我们已经研究过了,接着我们探究Promise与process.nextTick(callback)的表现
Promise的定义和功能本文不再赘述,不了解的可以学习一下阮一峰老师的 Promise。而 process.nextTick(callback) 类似node.js版的 setTimeout,在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数
我们进入正题,除了广义的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 - micro-task(微任务):
Promise,process.nextTick
不同类型的任务会进入对应的Event Queue,比如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。我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')
- 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) - 接下来遇到了
Promise,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 - 好啦,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。
事件循环,宏任务/微任务的关系如图所示:
例子1:
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
Promise,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
| 宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
|---|---|
| setTimeout1 | process1 |
| setTimeout2 | then1 |
- 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。
- 我们发现了
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(),同样将其分发到微任务Event Queue中,记为process2。new Promise立即执行输出4,then也分发到微任务Event Queue中,记为then2
| 宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
|---|---|
| setTimeout2 | process2 |
| then2 |
- 第二轮事件循环宏任务结束,我们发现有
process2和then2两个微任务可以执行 - 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
| 宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
|---|---|
| process3 | |
| 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。(node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同,输出顺序可能会有误差)
例子2:
const first = () => (new Promise((resovle,reject)=>{
console.log(3);
let p = new Promise((resovle, reject)=>{
console.log(7);
setTimeout(()=>{
console.log(5);
resovle(6);
},0)
resovle(1);
});
resovle(2);
p.then((arg)=>{
console.log(arg);
});
}));
first().then((arg)=>{
console.log(arg);
});
console.log(4);
第一轮事件循环
- 先执行宏任务,主script ,new Promise立即执行,输出【3】
- 执行p这个new Promise 操作,输出【7】
- 发现
setTimeout,将回调放入下一轮任务队列(Event Queue),p的then,姑且叫做then1,放入微任务队列,发现first的then,叫then2,放入微任务队列 - 执行
console.log(4),输出【4】 - 宏任务执行结束,再执行微任务
- 执行
then1,输出【1】 - 执行
then2,输出【2】 - 到此为止,第一轮事件循环结束。开始执行第二轮。
第二轮事件循环
- 先执行宏任务里面的,也就是
setTimeout的回调,输出【5】。 resovle不会生效,因为p这个Promise的状态一旦改变就不会在改变了。 所以最终的输出顺序是3、7、4、1、2、5
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