关于前端:Js宏任务微任务转

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首先，JavaScript 是一个单线程的脚本语言。

所以就是说在一行代码执行的过程中，必然不会存在同时执行的另一行代码，就像应用 alert() 当前进行疯狂 console.log，如果没有敞开弹框，控制台是不会显示出一条log 信息的。

亦或者有些代码执行了大量计算，比方说在前端暴力破解明码之类的鬼操作，这就会导致后续代码始终在期待，页面处于假死状态，因为前边的代码并没有执行完。

所以如果全副代码都是同步执行的，这会引发很重大的问题，比方说咱们要从远端获取一些数据，难道要始终循环代码去判断是否拿到了返回后果么？_就像去饭店点餐，必定不能说点完了当前就去后厨催着人炒菜的，会被揍的。_

于是就有了异步事件的概念，注册一个回调函数，比如说发一个网络申请，咱们通知主程序等到接管到数据后告诉我，而后咱们就能够去做其余的事件了。

而后在异步实现后，会告诉到咱们，然而此时可能程序正在做其余的事件，所以即便异步实现了也须要在一旁期待，等到程序闲暇下来才有工夫去看哪些异步曾经实现了，能够去执行。

比如说打了个车，如果司机先到了，然而你手头还有点儿事件要解决，这时司机是不可能本人先开着车走的，肯定要等到你解决完事件上了车能力走。

微工作与宏工作的区别

这个就像去银行办业务一样，先要取号进行排号。
个别上边都会印着相似：“您的号码为 XX，前边还有 XX 人。”之类的字样。

因为柜员同时职能解决一个来办理业务的客户，这时每一个来办理业务的人就能够认为是银行柜员的一个宏工作来存在的，当柜员解决完以后客户的问题当前，抉择接待下一位，播送报号，也就是下一个宏工作的开始。
所以多个宏工作合在一起就能够认为说有一个工作队列在这，里边是以后银行中所有排号的客户。
工作队列中的都是曾经实现的异步操作，而不是说注册一个异步工作就会被放在这个工作队列中，就像在银行中排号，如果叫到你的时候你不在，那么你以后的号牌就作废了，柜员会抉择间接跳过进行下一个客户的业务解决，等你回来当前还须要从新取号

而且一个宏工作在执行的过程中，是能够增加一些微工作的，就像在柜台办理业务，你前边的一位老大爷可能在贷款，在贷款这个业务办理完当前，柜员会问老大爷还有没有其余须要办理的业务，这时老大爷想了一下：“最近 P2P 爆雷有点儿多，是不是要抉择稳一些的理财呢”，而后通知柜员说，要办一些理财的业务，这时候柜员必定不能通知老大爷说：“您再上后边取个号去，从新排队”。
所以原本快轮到你来办理业务，会因为老大爷长期增加的“理财业务 ”而往后推。
兴许老大爷在办完理财当前还想 再办一个信用卡 ？或者 再买点儿纪念币 ？
无论是什么需要，只有是柜员可能帮她办理的，都会在解决你的业务之前来做这些事件，这些都能够认为是微工作。

这就阐明：你大爷永远是你大爷
在以后的微工作没有执行实现时，是不会执行下一个宏工作的。

所以就有了那个常常在面试题、各种博客中的代码片段：

setTimeout(_ => console.log(4))

new Promise(resolve => {resolve()
  console.log(1)
}).then(_ => {console.log(3)
})

console.log(2)
复制代码

setTimeout就是作为宏工作来存在的，而 Promise.then 则是具备代表性的微工作，上述代码的执行程序就是依照序号来输入的。

所有会进入的异步都是指的事件回调中的那局部代码
也就是说 new Promise 在实例化的过程中所执行的代码都是同步进行的，而 then 中注册的回调才是异步执行的。
在同步代码执行实现后才回去查看是否有异步工作实现，并执行对应的回调，而微工作又会在宏工作之前执行。
所以就失去了上述的输入论断1、2、3、4。

+ 局部示意同步执行的代码

+setTimeout(_ => {-  console.log(4)
+})

+new Promise(resolve => {+  resolve()
+  console.log(1)
+}).then(_ => {-  console.log(3)
+})

+console.log(2)
复制代码

原本 setTimeout 曾经先设置了定时器（相当于取号），而后在以后过程中又增加了一些 Promise 的解决（长期增加业务）。

所以进阶的，即使咱们持续在 Promise 中实例化 Promise，其输入仍然会早于setTimeout 的宏工作：

setTimeout(_ => console.log(4))

new Promise(resolve => {resolve()
  console.log(1)
}).then(_ => {console.log(3)
  Promise.resolve().then(_ => {console.log('before timeout')
  }).then(_ => {Promise.resolve().then(_ => {console.log('also before timeout')
    })
  })
})

console.log(2)
复制代码

当然了，理论状况下很少会有简略的这么调用 Promise 的，个别都会在里边有其余的异步操作，比方 fetch、fs.readFile 之类的操作。
而这些其实就相当于注册了一个宏工作，而非是微工作。

P.S. 在 Promise/A+ 的标准中，Promise的实现能够是微工作，也能够是宏工作，然而广泛的共识示意 (至多Chrome 是这么做的)，Promise应该是属于微工作营垒的

所以，明确哪些操作是宏工作、哪些是微工作就变得很要害，这是目前业界比拟风行的说法：

宏工作

浏览器

Node

I/O

✅

✅

setTimeout

✅

✅

setInterval

✅

✅

setImmediate

❌

✅

requestAnimationFrame

✅

❌

有些中央会列出来 UI Rendering，说这个也是宏工作，可是在读了 HTML 标准文档当前，发现这很显然是和微工作平行的一个操作步骤
requestAnimationFrame 权且也算是宏工作吧，requestAnimationFrame在 MDN 的定义为，下次页面重绘前所执行的操作，而重绘也是作为宏工作的一个步骤来存在的，且该步骤晚于微工作的执行

微工作

浏览器

Node

process.nextTick

❌

✅

MutationObserver

✅

❌

Promise.then catch finally

✅

✅

Event-Loop 是个啥

上边始终在探讨 宏工作、微工作，各种工作的执行。
然而回到事实，JavaScript是一个单过程的语言，同一时间不能解决多个工作，所以何时执行宏工作，何时执行微工作？咱们须要有这样的一个判断逻辑存在。

每办理完一个业务，柜员就会问以后的客户，是否还有其余须要办理的业务。_（查看还有没有微工作须要解决）_
而客户明确告知说没有事件当前，柜员就去查看后边还有没有等着办理业务的人。_（完结本次宏工作、查看还有没有宏工作须要解决）_
这个查看的过程是继续进行的，每实现一个工作都会进行一次，而这样的操作就被称为Event Loop。_(这是个十分繁难的形容了，实际上会简单很多)_

而且就如同上边所说的，一个柜员同一时间只能解决一件事件，即使这些事件是一个客户所提出的，所以能够认为微工作也存在一个队列，大抵是这样的一个逻辑：

const macroTaskList = [['task1'],
  ['task2', 'task3'],
  ['task4'],
]

for (let macroIndex = 0; macroIndex < macroTaskList.length; macroIndex++) {const microTaskList = macroTaskList[macroIndex]
  
  for (let microIndex = 0; microIndex < microTaskList.length; microIndex++) {const microTask = microTaskList[microIndex]

    // 增加一个微工作
    if (microIndex === 1) microTaskList.push('special micro task')
    
    // 执行工作
    console.log(microTask)
  }

  // 增加一个宏工作
  if (macroIndex === 2) macroTaskList.push(['special macro task'])
}

// > task1
// > task2
// > task3
// > special micro task
// > task4
// > special macro task
复制代码

之所以应用两个 for 循环来示意，是因为在循环外部能够很不便的进行 push 之类的操作（增加一些工作），从而使迭代的次数动静的减少。

以及还要明确的是，Event Loop只是负责通知你该执行那些工作，或者说哪些回调被触发了，真正的逻辑还是在过程中执行的。

在浏览器中的体现

在上边简略的阐明了两种工作的差异，以及 Event Loop 的作用，那么在实在的浏览器中是什么体现呢？
首先要明确的一点是，宏工作必然是在微工作之后才执行的（因为微工作实际上是宏工作的其中一个步骤）

I/O这一项感觉有点儿抽象，有太多的货色都能够称之为I/O，点击一次button，上传一个文件，与程序产生交互的这些都能够称之为I/O。

假如有这样的一些 DOM 构造：

<style> #outer {
    padding: 20px;
    background: #616161;
  }

  #inner {
    width: 100px;
    height: 100px;
    background: #757575;
  } </style>
<div id="outer">
  <div id="inner"></div>
</div>
复制代码
const $inner = document.querySelector('#inner')
const $outer = document.querySelector('#outer')

function handler () {console.log('click') // 间接输入

  Promise.resolve().then(_ => console.log('promise')) // 注册微工作

  setTimeout(_ => console.log('timeout')) // 注册宏工作

  requestAnimationFrame(_ => console.log('animationFrame')) // 注册宏工作

  $outer.setAttribute('data-random', Math.random()) // DOM 属性批改，触发微工作
}

new MutationObserver(_ => {console.log('observer')
}).observe($outer, {attributes: true})

$inner.addEventListener('click', handler)
$outer.addEventListener('click', handler)
复制代码

如果点击#inner，其执行程序肯定是：click -> promise -> observer -> click -> promise -> observer -> animationFrame -> animationFrame -> timeout -> timeout。

因为一次 I/O 创立了一个宏工作，也就是说在这次工作中会去触发 handler。
依照代码中的正文，在同步的代码曾经执行完当前，这时就会去查看是否有微工作能够执行，而后发现了 Promise 和MutationObserver两个微工作，遂执行之。
因为 click 事件会冒泡，所以对应的这次 I/O 会触发两次 handler 函数 (_一次在inner、一次在outer_)，所以会优先执行冒泡的事件(_早于其余的宏工作_)，也就是说会反复上述的逻辑。
在执行完同步代码与微工作当前，这时持续向后查找有木有宏工作。
须要留神的一点是，因为咱们触发了 setAttribute，实际上批改了DOM 的属性，这会导致页面的重绘，而这个 set 的操作是同步执行的，也就是说 requestAnimationFrame 的回调会早于 setTimeout 所执行。

一些小惊喜

应用上述的示例代码，如果将手动点击 DOM 元素的触发形式变为 $inner.click()，那么会失去不一样的后果。
在Chrome下的输入程序大抵是这样的：
click -> click -> promise -> observer -> promise -> animationFrame -> animationFrame -> timeout -> timeout。

与咱们手动触发 click 的执行程序不一样的起因是这样的，因为并不是用户通过点击元素实现的触发事件，而是相似 dispatchEvent 这样的形式，我集体感觉并不能算是一个无效的 I/O，在执行了一次handler 回调注册了微工作、注册了宏工作当前，实际上外边的 $inner.click() 并没有执行完。
所以在微工作执行之前，还要持续冒泡执行下一次事件，也就是说触发了第二次的 handler。
所以输入了第二次 click，等到这两次handler 都执行结束后才会去查看有没有微工作、有没有宏工作。

两点须要留神的：

  1. .click()的这种触发事件的形式集体认为是相似dispatchEvent，能够了解为同步执行的代码
document.body.addEventListener('click', _ => console.log('click'))

document.body.click()
document.body.dispatchEvent(new Event('click'))
console.log('done')

// > click
// > click
// > done
复制代码
  1. MutationObserver的监听不会说同时触发屡次，屡次批改只会有一次回调被触发。
new MutationObserver(_ => {console.log('observer')
  // 如果在这输入 DOM 的 data-random 属性，必然是最初一次的值，不解释了
}).observe(document.body, {attributes: true})

document.body.setAttribute('data-random', Math.random())
document.body.setAttribute('data-random', Math.random())
document.body.setAttribute('data-random', Math.random())

// 只会输入一次 ovserver
复制代码

这就像去饭店点餐，服务员喊了三次，XX 号的牛肉面，不代表她会给你三碗牛肉面。
上述观点参阅自 Tasks, microtasks, queues and schedules，文中有动画版的解说

在 Node 中的体现

Node 也是单线程，然而在解决 Event Loop 上与浏览器略微有些不同，这里是 Node 官网文档的地址。

就单从 API 层面上来了解，Node 新增了两个办法能够用来应用：微工作的 process.nextTick 以及宏工作的setImmediate。

setImmediate 与 setTimeout 的区别

在官网文档中的定义，setImmediate为一次 Event Loop 执行结束后调用。
setTimeout则是通过计算一个延迟时间后进行执行。

然而同时还提到了如果在主过程中间接执行这两个操作，很难保障哪个会先触发。
因为如果主过程中先注册了两个工作，而后执行的代码耗时超过 XXs，而这时定时器曾经处于可执行回调的状态了。
所以会先执行定时器，而执行完定时器当前才是完结了一次Event Loop，这时才会执行setImmediate。

setTimeout(_ => console.log('setTimeout'))
setImmediate(_ => console.log('setImmediate'))
复制代码

有趣味的能够本人试验一下，执行屡次真的会失去不同的后果。

然而如果后续增加一些代码当前，就能够保障 setTimeout 肯定会在 setImmediate 之前触发了：

setTimeout(_ => console.log('setTimeout'))
setImmediate(_ => console.log('setImmediate'))

let countdown = 1e9

while(countdown--) { } // 咱们确保这个循环的执行速度会超过定时器的倒计时，导致这轮循环没有完结时，setTimeout 曾经能够执行回调了，所以会先执行 `setTimeout` 再完结这一轮循环，也就是说开始执行 `setImmediate`
复制代码

如果在另一个宏工作中，必然是 setImmediate 先执行：

require('fs').readFile(__dirname, _ => {setTimeout(_ => console.log('timeout'))
  setImmediate(_ => console.log('immediate'))
})

// 如果应用一个设置了提早的 setTimeout 也能够实现雷同的成果
复制代码

process.nextTick

就像上边说的，这个能够认为是一个相似于 Promise 和MutationObserver的微工作实现，在代码执行的过程中能够随时插入nextTick，并且会保障在下一个宏工作开始之前所执行。

在应用方面的一个最常见的例子就是一些事件绑定类的操作：

class Lib extends require('events').EventEmitter {constructor () {super()

    this.emit('init')
  }
}

const lib = new Lib()

lib.on('init', _ => {
  // 这里将永远不会执行
  console.log('init!')
})
复制代码

因为上述的代码在实例化 Lib 对象时是同步执行的，在实例化实现当前就立马发送了 init 事件。
而这时在外层的主程序还没有开始执行到 lib.on('init') 监听事件的这一步。
所以会导致发送事件时没有回调，回调注册后事件不会再次发送。

咱们能够很轻松的应用 process.nextTick 来解决这个问题：

class Lib extends require('events').EventEmitter {constructor () {super()

    process.nextTick(_ => {this.emit('init')
    })

    // 同理应用其余的微工作
    // 比方 Promise.resolve().then(_ => this.emit('init'))
    // 也能够实现雷同的成果
  }
}
复制代码

这样会在主过程的代码执行结束后，程序闲暇时触发 Event Loop 流程查找有没有微工作，而后再发送 init 事件。

对于有些文章中提到的，循环调用 process.nextTick 会导致报警，后续的代码永远不会被执行，这是对的，参见上边应用的双重循环实现的 loop 即可，相当于在每次 for 循环执行中都对数组进行了 push 操作，这样循环永远也不会完结

多提一嘴 async/await 函数

因为，async/await实质上还是基于 Promise 的一些封装，而 Promise 是属于微工作的一种。所以在应用 await 关键字与 Promise.then 成果相似：

setTimeout(_ => console.log(4))

async function main() {console.log(1)
  await Promise.resolve()
  console.log(3)
}

main()

console.log(2)
复制代码

async 函数在 await 之前的代码都是同步执行的，能够了解为 await 之前的代码属于 new Promise 时传入的代码，await 之后的所有代码都是在 Promise.then 中的回调

大节

JavaScript 的代码运行机制在网上有好多文章都写，自己道行太浅，只能简略的说一下本人对其的了解。
并没有去生抠文档，一步一步的列出来，像什么查看以后栈、执行选中的工作队列，各种 balabala。
感觉对理论写代码没有太大帮忙，不如简略的入个门，扫个盲，大抵理解一下这是个什么货色就好了。

举荐几篇参阅的文章：

  • tasks-microtasks-queues-and-schedules
  • understanding-js-the-event-loop
  • 了解 Node.js 里的 process.nextTick()
  • 浏览器中的 EventLoop 阐明文档
  • Node 中的 EventLoop 阐明文档
  • requestAnimationFrame | MDN
  • MutationObserver | MDN

作者：Jiasm
链接：https://juejin.im/post/684490…
起源：掘金
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正文完
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2020-11-10
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