javascript
JS专题之事件循环
準(zhǔn)備知識(shí)
1. 進(jìn)程（process）
進(jìn)程是系統(tǒng)資源分配一個(gè)獨(dú)立單位，一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程。比方說(shuō)：一個(gè)工廠代表一個(gè) CPU, 一個(gè)車間就是一個(gè)進(jìn)程，任一時(shí)刻，只能有一個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行，其他進(jìn)程處于非運(yùn)行狀態(tài)。
2. 線程（Thread）
線程是CPU調(diào)度和分派的基本單位，一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程且至少有一個(gè)。比方說(shuō)一個(gè)車間的工人，可以有多個(gè)工人一起工作。
生活中常常能看到，某某電腦 CPU 的 4 核 4 線程，其意思是指，這款 CPU 同一時(shí)間最多只能運(yùn)行 4 個(gè)線程，所以有些線程會(huì)處于工作狀態(tài)，有的線程會(huì)處于中斷，堵塞，睡眠狀態(tài)。
經(jīng)?？吹接泻芏嗳蝿?wù)同時(shí)在進(jìn)行，一邊工作，一邊聽(tīng)歌，還一邊下載電影。那是因?yàn)檫@些線程在以閃電般的速度不斷的切換主要的幾個(gè)線程，所以，人的體驗(yàn)上感覺(jué)是很多很多任務(wù)在同時(shí)進(jìn)行。
3. 棧(stack)
棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有后進(jìn)先出的特點(diǎn)，最開(kāi)始進(jìn)入棧結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)反而最后才能出來(lái)。
4. 隊(duì)列(queue)
隊(duì)列也是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)只能從一邊進(jìn)，一邊出，先進(jìn)去的自然就先出來(lái)。
5. 同步和異步(sync async)
同步和異步關(guān)注的消息通信機(jī)制，同步在函數(shù)調(diào)用時(shí)，如果調(diào)用者沒(méi)有拿到響應(yīng)結(jié)果，程序會(huì)繼續(xù)等待，知道拿到結(jié)果為止。而異步會(huì)執(zhí)行其后的代碼，等到有響應(yīng)結(jié)果后，才處理響應(yīng)。
6. 阻塞和非阻塞(blocking & non-blocking)
阻塞和非阻塞關(guān)注的是程序等待調(diào)用結(jié)果時(shí)的狀態(tài)，阻塞的意思是，在調(diào)用結(jié)果返回響應(yīng)前，線程會(huì)被掛起占用，程序無(wú)法繼續(xù)往下走，而非阻塞的線程則不會(huì)掛起，后面的代碼能夠繼續(xù)往下執(zhí)行。
比方說(shuō)：我去超市買(mǎi)包薯片，老板告訴我貨架上沒(méi)貨了，馬上去庫(kù)房拿，這過(guò)程中，老板要我站著等他，直到他拿到貨出來(lái)給我。這個(gè)過(guò)程就是阻塞。
如果老板告訴我，可以先回去，他一會(huì)去庫(kù)房拿，拿到了之后打電話給我。這個(gè)過(guò)程，就是非阻塞的，我不用等待，還可以干其他的事情。
7. 執(zhí)行棧(execution stack)
js 代碼在執(zhí)行代碼時(shí)，JS 會(huì)給調(diào)用代碼生成一個(gè)執(zhí)行上下文對(duì)象，并將其壓入執(zhí)行上下文棧，首先進(jìn)入棧底的是全局上下文，然后是函數(shù)的執(zhí)行上下文（Execution Context），函數(shù)執(zhí)行完之后，函數(shù)上下文從棧中彈出，直到退出瀏覽器，全局上下文才從棧底彈出。
用代碼舉個(gè)例子：
var globalName = "window";var foo1 = function() {console.log("foo1"); }var foo2 = function() {console.log("foo2");foo1(); }foo2(); 復(fù)制代碼上面的圖片大致能夠描述執(zhí)行上下文棧的實(shí)現(xiàn)邏輯，有關(guān)執(zhí)行上下文的知識(shí)，大家可以翻看我之前的文章 - 《JavaScript 之執(zhí)行上下文》
二、為什么 JS 是單線程模型？
JavaScript 的一個(gè)非常有趣的特性是事件循環(huán)模型，與許多其他語(yǔ)言不同，它永不阻塞。 處理 I/O 通常通過(guò)事件和回調(diào)來(lái)執(zhí)行 -- MDN
瀏覽器主要任務(wù)是給用戶是視覺(jué)和交互上的體驗(yàn)，如果頁(yè)面使用過(guò)程中，偶爾出現(xiàn)阻塞、掛起、無(wú)響應(yīng)的體驗(yàn)一定是非常糟糕的。同時(shí)，如果采用多線程同步的模型，那么如何保證同一時(shí)間修改了 DOM, 到底是哪個(gè)線程先生效呢。
瀏覽器執(zhí)行環(huán)境的核心思想在于任務(wù)調(diào)度方式的特別：
哪個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高，先來(lái)就先運(yùn)行，直到執(zhí)行完了才執(zhí)行下一個(gè)，并且同一時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)代碼片段，即所謂的單線程模型。
比方說(shuō)，銀行的柜臺(tái)只開(kāi)啟了一個(gè)柜臺(tái)，每個(gè)人想要辦理業(yè)務(wù)，就得先拿號(hào)排隊(duì)，叫到了你的號(hào)碼，你才能上去辦理業(yè)務(wù)。不能多個(gè)人同時(shí)在一個(gè)柜臺(tái)辦理業(yè)務(wù)，不然就很容易出差錯(cuò)。
三、事件循環(huán)
事件循環(huán)是 JS 處理各種事件的核心，由于多個(gè)線程同時(shí)操作 DOM， 造成不可控的問(wèn)題，所以 JS 采用了單線程模型。另外，由于所有的事件同步執(zhí)行，執(zhí)行完一個(gè)才能執(zhí)行下一個(gè)，會(huì)造成頁(yè)面渲染的堵塞。JS 中存在異步事件，用戶可以在點(diǎn)擊頁(yè)面的時(shí)候，請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的同事，還可以進(jìn)行其他的點(diǎn)擊操作，保證了頁(yè)面不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，多種 IO 接口響應(yīng)慢造成代碼執(zhí)行的堵塞和掛起。
事件循環(huán)的順序是：
接下來(lái)我們用代碼來(lái)解釋：
console.log("script start!");function foo1() {console.log("foo1"); }foo1();setTimeout(function () {console.log("setTimeout!"); }, 1000);function foo2() {console.log("foo2"); }foo2();console.log("script end!");打印： // script start! // foo1 // foo2 // script end!// setTimeout! 復(fù)制代碼那我們嘗試把 setTimeout 的延遲時(shí)間改為 0，想要立即執(zhí)行，看會(huì)不會(huì)立即執(zhí)行：
console.log("script start!");function foo1() {console.log("foo1"); }foo1();setTimeout(function () {console.log("setTimeout!"); }, 0);function foo2() {console.log("foo2"); }foo2();console.log("script end!");打印： // script start! // foo1 // foo2 // script end! // setTimeout! 復(fù)制代碼可以看出 setTimeout 屬于異步事件，總是會(huì)在主線程的任務(wù)執(zhí)行完后才開(kāi)始執(zhí)行。
順便說(shuō)一下事件循環(huán)幾個(gè)原則：
這兩個(gè)原則保證了瀏覽器任務(wù)單元的完整性，事件調(diào)用的有序性。
四、宏任務(wù)和微任務(wù)
事件循環(huán)的實(shí)現(xiàn)本來(lái)應(yīng)該由一個(gè)用于宏任務(wù)的隊(duì)列和一個(gè)用于微任務(wù)的隊(duì)列進(jìn)行完成，這使得事件循環(huán)要根據(jù)任務(wù)類型來(lái)進(jìn)行優(yōu)先處理。
宏任務(wù)：
宏任務(wù)包括：
宏任務(wù)代表一個(gè)個(gè)離散、獨(dú)立的工作單元，運(yùn)行完任務(wù)后，瀏覽器可以進(jìn)行其他的任務(wù)調(diào)度，如更新渲染或執(zhí)行垃圾回收。宏任務(wù)需要多次事件循環(huán)才能執(zhí)行完。
微任務(wù)：
微任務(wù)包括：
微任務(wù)是更小的任務(wù)，微任務(wù)需要盡可能地、通過(guò)異步方式執(zhí)行，微任務(wù)更新瀏覽器的狀態(tài)，但必須在瀏覽器執(zhí)行其他任務(wù)之前執(zhí)行。微任務(wù)使得我們避免不必要的 UI 重繪。微任務(wù)在一次事件循環(huán)中必須全部執(zhí)行完。
宏任務(wù)和微任務(wù)的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)原則是：
完成一個(gè)宏任務(wù)后，執(zhí)行余下的微任務(wù)
同一次事件循環(huán)中，宏任務(wù)永遠(yuǎn)在微任務(wù)之前執(zhí)行。
ok，知道了優(yōu)先級(jí)原則后，我們來(lái)看一段代碼：
console.log(1);setTimeout(function() {console.log(2);new Promise(resolve => {console.log(3);resolve(4);console.log(5);}).then(data => {console.log(data);}); }, 0);new Promise(resolve => {console.log(6);resolve(7);console.log(8); }).then(data => {console.log(data); });setTimeout(function() {console.log(9); }, 0);console.log(10);output: 第一次循環(huán)： // 1 // 6 // 8 // 10 // 7第二次循環(huán)： // 2 // 3 // 5 // 4第三次循環(huán) // 9 復(fù)制代碼我們一起來(lái)分析以上代碼：
關(guān)于事件循環(huán)宏任務(wù)和微任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程：
五、web worker
盡管 HTML5 新標(biāo)準(zhǔn)加入了 web worker 的多線程技術(shù)，但是 web worker 只能用于計(jì)算，并且 JS 的多線程 worker 無(wú)法操作 DOM, 不然就無(wú)法控制頁(yè)面是在被誰(shuí)操作的了。
主線程傳給子線程的數(shù)據(jù)是通過(guò)拷貝復(fù)制，同樣子線程傳給主線程的數(shù)據(jù)也是通過(guò)拷貝復(fù)制，而不是共享同一個(gè)內(nèi)存空間。
以上說(shuō)明，JS 不存在線程同步，所以還是可以把 JS 看做單線程模型，把 web worker 當(dāng)做 JS 的一種回調(diào)機(jī)制。
總結(jié)
事件循環(huán)是 JS 和 Nodejs 事件調(diào)用機(jī)制的核心，保證了頁(yè)面可以有序無(wú)阻塞的進(jìn)行。
事件循環(huán)的主要邏輯是先執(zhí)行調(diào)用棧，直到清空調(diào)用棧只剩下全局上下文。
然后 JS 檢查宏任務(wù)隊(duì)列，如果有任務(wù)則取出一個(gè)進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)行頁(yè)面渲染和垃圾回收。
同時(shí)將所有的微任務(wù)源派發(fā)的任務(wù)加入微任務(wù)事件隊(duì)列，最后執(zhí)行余下的所有微任務(wù)。微任務(wù)執(zhí)行后完，進(jìn)行頁(yè)面渲染和垃圾回收后進(jìn)行下一輪事件循環(huán)。
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