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• JavaScript是單線程
• 執(zhí)行棧、任務(wù)隊(duì)列
• 同步任務(wù)、異步任務(wù)、宏任務(wù)、微任務(wù)
• setTimeout()、setInterval()
• Promise
• process.nextTick
• setImmediate
• 優(yōu)先級(jí)
• 代碼解析
• 參考資料

先看段代碼：

console.log(1); setTimeout(function () { console.log(2); new Promise(function (resolve, reject) { console.log(3); resolve(); console.log(4); }).then(function () { console.log(5); }); }); function fn() { console.log(6); setTimeout(function () { console.log(7); }, 50); } new Promise(function (resolve, reject) { console.log(8); resolve(); console.log(9); }).then(function () { console.log(10); }); fn(); console.log(11); // 以下代碼需要在 node 環(huán)境中執(zhí)行 process.nextTick(function () { console.log(12); }); setImmediate(function () { console.log(13); });

思考一下,能給出準(zhǔn)確的輸出順序嗎？

下面我們一個(gè)一個(gè)的來(lái)了解 Event Loop 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，最后再一步一步分析出本段代碼最后的輸出順序。

JavaScript是單線程

首先我們先了解下進(jìn)程和線程的概念和關(guān)系：

• 進(jìn)程：?運(yùn)行的程序就是一個(gè)進(jìn)程，比如你正在運(yùn)行的瀏覽器，它會(huì)有一個(gè)進(jìn)程。
• 線程：?程序中獨(dú)立運(yùn)行的代碼段。一個(gè)進(jìn)程?由單個(gè)或多個(gè)?線程?組成，線程是負(fù)責(zé)執(zhí)行代碼的。

我們都知道 JavaScript 是單線程的，那么既然有單線程就有多線程，首先看看單線程與多線程的區(qū)別：

• 單線程：?從頭執(zhí)行到尾，一行一行執(zhí)行，如果其中一行代碼報(bào)錯(cuò)，那么剩下代碼將不再執(zhí)行。同時(shí)容易代碼阻塞。
• 多線程：?代碼運(yùn)行的環(huán)境不同，各線程獨(dú)立，互不影響，避免阻塞。

那為什么JavaScript是單線程的呢？

JavaScript 的單線程，與它的用途有關(guān)。作為瀏覽器腳本語(yǔ)言，JavaScript 的主要用途是與用戶互動(dòng)，以及操作 DOM。這決定了它只能是單線程，否則會(huì)帶來(lái)很復(fù)雜的同步問(wèn)題。比如，假定JavaScript同時(shí)有兩個(gè)線程，一個(gè)線程在某個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)上添加內(nèi)容，另一個(gè)線程刪除了這個(gè)節(jié)點(diǎn)，這時(shí)瀏覽器應(yīng)該以哪個(gè)線程為準(zhǔn)呢？

所以，為了避免復(fù)雜性，從一誕生，JavaScript 就是單線程，這已經(jīng)成了這門語(yǔ)言的核心特征，將來(lái)也不會(huì)改變。

為了利用多核 CPU 的計(jì)算能力，HTML5 提出 Web Worker 標(biāo)準(zhǔn)，允許 JavaScript 腳本創(chuàng)建多個(gè)線程，但是子線程完全受主線程控制，且不得操作 DOM。所以，這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有改變 JavaScript 單線程的本質(zhì)。

執(zhí)行棧、任務(wù)隊(duì)列

上圖中，主線程運(yùn)行的時(shí)候，產(chǎn)生堆（heap）和棧（stack），棧中的代碼調(diào)用各種外部API，它們?cè)?#34;任務(wù)隊(duì)列"中加入各種事件（DOM Event，ajax，setTimeout…）。只要棧中的代碼執(zhí)行完畢，主線程就會(huì)去讀取任務(wù)隊(duì)列，依次執(zhí)行那些事件所對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

堆（heap）：

對(duì)象被分配在一個(gè)堆中，即用以表示一個(gè)大部分非結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存區(qū)域。

執(zhí)行棧（stack）：

運(yùn)行同步代碼。執(zhí)行棧中的代碼（同步任務(wù)），總是在讀取"任務(wù)隊(duì)列"（異步任務(wù)）之前執(zhí)行。

任務(wù)隊(duì)列（callback queue）：

"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)事件的隊(duì)列（也可以理解成消息的隊(duì)列），IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù)，就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件，表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列"，就是讀取里面有哪些事件。

"任務(wù)隊(duì)列"中的事件，除了IO設(shè)備的事件以外，還包括一些用戶產(chǎn)生的事件（比如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、頁(yè)面滾動(dòng)等等）。只要指定過(guò)回調(diào)函數(shù)，這些事件發(fā)生時(shí)就會(huì)進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"，等待主線程讀取。

所謂"回調(diào)函數(shù)"（callback），就是那些會(huì)被主線程掛起來(lái)的代碼。異步任務(wù)必須指定回調(diào)函數(shù)，當(dāng)主線程開(kāi)始執(zhí)行異步任務(wù)，就是執(zhí)行對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。

"任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，排在前面的事件，優(yōu)先被主線程讀取。主線程的讀取過(guò)程基本上是自動(dòng)的，只要執(zhí)行棧一清空，"任務(wù)隊(duì)列"上第一位的事件就自動(dòng)進(jìn)入主線程。但是，由于存在后文提到的"定時(shí)器"功能，主線程首先要檢查一下執(zhí)行時(shí)間，某些事件只有到了規(guī)定的時(shí)間，才能返回主線程。

同步任務(wù)、異步任務(wù)、宏任務(wù)、微任務(wù)

單線程就意味著，所有任務(wù)需要排隊(duì)，前一個(gè)任務(wù)結(jié)束，才會(huì)執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)。如果前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)很長(zhǎng)，后一個(gè)任務(wù)就不得不一直等著。

如果排隊(duì)是因?yàn)橛?jì)算量大，CPU忙不過(guò)來(lái)，倒也算了，但是很多時(shí)候CPU是閑著的，因?yàn)镮O設(shè)備（輸入輸出設(shè)備）很慢（比如Ajax操作從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)），不得不等著結(jié)果出來(lái)，再往下執(zhí)行。

JavaScript語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者意識(shí)到，這時(shí)主線程完全可以不管IO設(shè)備，掛起處于等待中的任務(wù)，先運(yùn)行排在后面的任務(wù)。等到IO設(shè)備返回了結(jié)果，再回過(guò)頭，把掛起的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行下去。

于是，廣義上將 JavaScript 所有任務(wù)可以分成兩種，一種是同步任務(wù)（synchronous），另一種是異步任務(wù)（asynchronous）。同步任務(wù)指的是，在主線程上排隊(duì)執(zhí)行的任務(wù)，只有前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行后一個(gè)任務(wù)；異步任務(wù)指的是，不進(jìn)入主線程、而進(jìn)入"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）的任務(wù)，只有"任務(wù)隊(duì)列"通知主線程，某個(gè)異步任務(wù)可以執(zhí)行了，該任務(wù)才會(huì)進(jìn)入主線程執(zhí)行。

具體來(lái)說(shuō)，異步執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下（同步執(zhí)行也是如此，因?yàn)樗梢员灰暈闆](méi)有異步任務(wù)的異步執(zhí)行）：

（1）所有同步任務(wù)都在主線程上執(zhí)行，形成一個(gè)"執(zhí)行棧"（execution context stack）； （2）主線程之外，還存在一個(gè)"任務(wù)隊(duì)列"（task queue）。只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果，就在"任務(wù)隊(duì)列"之中放置一個(gè)事件； （3）一旦"執(zhí)行棧"中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢，系統(tǒng)就會(huì)取出"任務(wù)隊(duì)列"中事件所對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)進(jìn)入"執(zhí)行棧"，開(kāi)始執(zhí)行； （4）主線程不斷重復(fù)上面的第三步。

除了廣義上的定義，我們可以將任務(wù)進(jìn)行更精細(xì)的定義，分為宏任務(wù)與微任務(wù)：

• 宏任務(wù)（macro-task）：?包括整體代碼script，setTimeout，setInterval，ajax，dom操作
• 微任務(wù)（micro-task）：?Promise

具體來(lái)說(shuō)，宏任務(wù)與微任務(wù)執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制如下：

（1）首先，將"執(zhí)行棧"最開(kāi)始的所有同步代碼(宏任務(wù))執(zhí)行完成； （2）檢查是否有微任務(wù)，如有則執(zhí)行所有的微任務(wù)； （3）取出"任務(wù)隊(duì)列"中事件所對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)(宏任務(wù))進(jìn)入"執(zhí)行棧"并執(zhí)行完成； （4）再檢查是否有微任務(wù)，如有則執(zhí)行所有的微任務(wù)； （5）主線程不斷重復(fù)上面的（3）（4）步。

以上兩種運(yùn)行機(jī)制，主線程都從"任務(wù)隊(duì)列"中讀取事件，這個(gè)過(guò)程是循環(huán)不斷的，所以整個(gè)的這種運(yùn)行機(jī)制又稱為?Event Loop（事件循環(huán)）。

setTimeout()、setInterval()

setTimeout() 和 setInterval() 這兩個(gè)函數(shù)，它們的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制完全一樣，區(qū)別在于前者指定的代碼是一次性執(zhí)行，后者則為反復(fù)執(zhí)行。

setTimeout() 和 setInterval() 產(chǎn)生的任務(wù)是?異步任務(wù)，也屬于?宏任務(wù)。

setTimeout() 接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是回調(diào)函數(shù)，第二個(gè)是推遲執(zhí)行的毫秒數(shù)。setInterval() 接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是回調(diào)函數(shù)，第二個(gè)是反復(fù)執(zhí)行的毫秒數(shù)。

如果將第二個(gè)參數(shù)設(shè)置為0或者不設(shè)置，意思?并不是立即執(zhí)行，而是指定某個(gè)任務(wù)在主線程最早可得的空閑時(shí)間執(zhí)行，也就是說(shuō)，盡可能早得執(zhí)行。它在"任務(wù)隊(duì)列"的尾部添加一個(gè)事件，因此要等到同步任務(wù)和"任務(wù)隊(duì)列"現(xiàn)有的事件都處理完，才會(huì)得到執(zhí)行。

所以說(shuō)，setTimeout() 和 setInterval() 第二個(gè)參數(shù)設(shè)置的時(shí)間并不是絕對(duì)的，它需要根據(jù)當(dāng)前代碼最終執(zhí)行的時(shí)間來(lái)確定的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果當(dāng)前代碼執(zhí)行的時(shí)間（如執(zhí)行200ms）超出了推遲執(zhí)行（setTimeout(fn, 100)）或反復(fù)執(zhí)行的時(shí)間（setInterval(fn, 100)），那么setTimeout(fn, 100) 和 setTimeout(fn, 0) 也就沒(méi)有區(qū)別了，setInterval(fn, 100) 和 setInterval(fn, 0) 也就沒(méi)有區(qū)別了。

Promise

Promise 相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較特殊了，在 new Promise() 中傳入的回調(diào)函數(shù)是會(huì)?立即執(zhí)行?的，但是它的?then()?方法是在?執(zhí)行棧之后，任務(wù)隊(duì)列之前?執(zhí)行的，它屬于?微任務(wù)。

process.nextTick

process.nextTick 是 Node.js 提供的一個(gè)與"任務(wù)隊(duì)列"有關(guān)的方法，它產(chǎn)生的任務(wù)是放在?執(zhí)行棧的尾部，并不屬于?宏任務(wù)?和?微任務(wù)，因此它的任務(wù)?總是發(fā)生在所有異步任務(wù)之前。

setImmediate

setImmediate 是 Node.js 提供的另一個(gè)與"任務(wù)隊(duì)列"有關(guān)的方法，它產(chǎn)生的任務(wù)追加到"任務(wù)隊(duì)列"的尾部，它和?setTimeout(fn, 0)?很像，但優(yōu)先級(jí)都是 setTimeout 優(yōu)先于 setImmediate。

有時(shí)候，setTimeout 的執(zhí)行順序會(huì)在 setImmediate 的前面，有時(shí)候會(huì)在 setImmediate 的后面，這并不是 node.js 的 bug，這是因?yàn)殡m然 setTimeout 第二個(gè)參數(shù)設(shè)置為0或者不設(shè)置，但是 setTimeout 源碼中，會(huì)指定一個(gè)具體的毫秒數(shù)（node為1ms，瀏覽器為4ms），而由于當(dāng)前代碼執(zhí)行時(shí)間受到執(zhí)行環(huán)境的影響，執(zhí)行時(shí)間有所起伏，如果當(dāng)前執(zhí)行的代碼小于這個(gè)指定的值時(shí)，setTimeout 還沒(méi)到推遲執(zhí)行的時(shí)間，自然就先執(zhí)行 setImmediate 了，如果當(dāng)前執(zhí)行的代碼超過(guò)這個(gè)指定的值時(shí)，setTimeout 就會(huì)先于 setImmediate 執(zhí)行。

優(yōu)先級(jí)

通過(guò)上面的介紹，我們就可以得出一個(gè)代碼執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)：

同步代碼（宏任務(wù)） > process.nextTick > Promise（微任務(wù)）> setTimeout(fn)、setInterval(fn)（宏任務(wù)）> setImmediate（宏任務(wù)）> setTimeout(fn, time)、setInterval(fn, time)，其中time>0

代碼解析

回到開(kāi)頭給出的代碼，我們來(lái)一步一步解析：

運(yùn)行"執(zhí)行棧"中的代碼：

console.log(1); // setTimeout(function () { // 作為宏任務(wù)，暫不執(zhí)行，放到任務(wù)隊(duì)列中(1) // console.log(2); // // new Promise(function (resolve, reject) { // console.log(3); // resolve(); // console.log(4); // }).then(function () { // console.log(5); // }); // }); function fn() { console.log(6); //setTimeout(function () { // 作為宏任務(wù)，暫不執(zhí)行，放到任務(wù)隊(duì)列中(3) // console.log(7); //}, 50); } new Promise(function (resolve, reject) { console.log(8); resolve(); console.log(9); }) // .then(function () { // 作為微任務(wù)，暫不執(zhí)行 // console.log(10); // }); fn(); console.log(11); process.nextTick(function () { console.log(12); }); // setImmediate(function () { // 作為宏任務(wù)，暫不執(zhí)行，放到任務(wù)隊(duì)列中(2) // console.log(13); // });

此時(shí)輸出為：1 8 9 6 11 12

運(yùn)行微任務(wù)：

new Promise(function (resolve, reject) { // console.log(8); // 已執(zhí)行 // resolve(); // 已執(zhí)行 // console.log(9); // 已執(zhí)行 }) .then(function () { console.log(10); });

此時(shí)輸出為：10

讀取"任務(wù)隊(duì)列"的回調(diào)函數(shù)到"執(zhí)行棧"：

setTimeout(function () { console.log(2); new Promise(function (resolve, reject) { console.log(3); resolve(); console.log(4); }) //.then(function () { // 作為微任務(wù)，暫不執(zhí)行 // console.log(5); //}); });

此時(shí)輸出為：2 3 4

再運(yùn)行微任務(wù)：

setTimeout(function () { // console.log(2); // 已執(zhí)行 new Promise(function (resolve, reject) { // console.log(3); // 已執(zhí)行 // resolve(); // 已執(zhí)行 // console.log(4); // 已執(zhí)行 }) .then(function () { console.log(5); }); });

此時(shí)輸出為：5

再讀取"任務(wù)隊(duì)列"的回調(diào)函數(shù)到"執(zhí)行棧"：

setImmediate(function () { console.log(13); });

此時(shí)輸出為：13

運(yùn)行微任務(wù)：

無(wú)

再讀取"任務(wù)隊(duì)列"的回調(diào)函數(shù)到"執(zhí)行棧"：

// function fn() { // 已執(zhí)行// console.log(6); // 已執(zhí)行setTimeout(function () { console.log(7); }, 50); // }

此時(shí)輸出為：7

運(yùn)行微任務(wù)：

無(wú)

綜上，最終的輸出順序是：1 8 9 6 11 12 10 2 3 4 5 13 7

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/leftJS/p/11070104.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的event loop、进程和线程、任务队列的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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