今天我明白了JS事件循环机制

写在前面

js 是一门单线程的编程语言，也就是说 js 在处理任务的时候，所有任务只能在一个线程上排队被执行，那如果某一个任务耗时比较长呢？总不能等到它执行结束再去执行下一个。
所以在线程之内，又被分为了两个队列：

• 同步任务队列
• 异步任务队列

举个例子来说：比如你去银行办理业务，都需要领号排队。银行柜员一个个办理业务，这时这个柜员就相当于一个 js 线程，客户排的队就相当于同步任务队列，每个人对于柜员相当于一个个的任务。
但这个时候，你的电话突然响了，你去接电话接了半小时。这时候人家柜员一看你这情况，直接叫了下一个，而你领的号就作废了，只能重新零号排队。这时候你就是被分发到了异步任务队列。
等你前边的人都完事了，柜员把你叫过去办了你的业务，这时候就是同步队列中的任务执行完了，主线程会处理异步队列中的任务。

同步任务和异步任务

这里说的异步任务，它的意思是包含了独立于主执行栈之外的 宏任务和微任务。

先看一个简单的例子，对这样的执行机制有个简单的认识:

console.log('start')

console.log('end')

上边的执行结果大家肯定都明白，先输出 start，再输出 end，这一段代码会进入同步队列，顺序执行。

那么我们加点料：

console.log('start')

setTimeout(function() {console.log('setTimeout')
}, 0)

console.log('end')

这样的情况，函数调用栈执行到 setTimeout 时，setTimeout 会在规定的时间点将回调函数放入异步队列，等待同步队列的任务被执行完，立即执行，所以结果是：start、end、setTimeout。

但需要注意的一点是，普遍认为 setTimeout 定时执行的认知是片面的，因为假设 setTimeout 规定 2 秒后执行，但同步队列中有一个函数，执行花了很长时间，甚至花了 1 秒。那么这时 setTimeout 中的回调也会等上至少 1 秒之后，同步任务都执行完了，再去执行。这时候的 setTimeout 回调执行的时机就会超过 2 秒，也就是至少 3 秒。

宏任务与微任务

宏任务与微任务都是独立与主执行栈之外的另外两个队列，可以在概念上划分在异步任务队列里。而这些队列由 js 的事件循环（EventLoop）来搞定

其中宏任务包括：

• script(整体代码)
• setTimeout, setInterval, setImmediate,
• I/O
• UI rendering

ajax 请求不属于宏任务，js 线程遇到 ajax 请求，会将请求交给对应的 http 线程处理，一旦请求返回结果，就会将对应的回调放入宏任务队列，等请求完成执行。

微任务包括：

• process.nextTick
• Promise
• Object.observe(已废弃)
• MutationObserver(html5 新特性)

这些我们可以理解为它们在执行上下文中都是可执行代码，会立即执行，只不过会将各自的回调函数放入对应的任务队列中（宏任务微任务），也就相当于一个调度者。

我们梳理一下事件循环的执行机制：
循环首先从宏任务开始，遇到 script，生成执行上下文，开始进入执行栈，可执行代码入栈，依次执行代码，调用完成出栈。
执行过程中遇到上边提到的调度者，会同步执行调度者，由调度者将其负责的任务（回调函数）放到对应的任务队列中，直到主执行栈清空，然后开始执行微任务的任务队列。微任务也清空后，再次从宏任务开始，一直循环这一过程。

示例

上边说了那么多，还是用一些代码来验证一下是否是这样的，先来一个简单一点的。

console.log('start')

setTimeout(function() {console.log('timeout')
}, 0)

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

console.log('end')

根据上边的结论，分析一下执行过程：

• 建立执行上下文，进入执行栈开始执行代码，打印start
• 往下执行，遇到 setTimeout，将回调函数放入宏任务队列，等待执行
• 继续往下，有个 new Promise，其回调函数并不会被放入其他任务队列，因此会同步地执行，打印promise，但是当 resolve 后，.then 会把其内部的回调函数放入微任务队列
• 执行到了最底部的代码，打印出end。这时，主执行栈清空了，开始寻找微任务队列里有没有可执行代码
• 发现了微任务队列中有之前放进去的代码，执行打印出promise resolved，第一次循环结束
• 再开始第二次循环，从宏任务开始，检查宏任务队列是否有可执行代码，发现有一个，打印timeout

所以，打印顺序是：start–>promise–>end–>promise resolved–>timeout

上边是一个简单示例，比较好理解。那么接下来看一个稍微复杂一点的（这里直接用汉字直观地表明了打印的时机，避免看起来费劲）：

console.log('第一次循环主执行栈开始')

setTimeout(function() {console.log('第二次循环开始，宏任务队列的第一个宏任务执行中')
    new Promise(function(resolve) {console.log('宏任务队列的第一个宏任务的微任务继续执行')
        resolve()}).then(function() {console.log('第二次循环的微任务队列的微任务执行')
    })
}, 0)

new Promise(function(resolve) {console.log('第一次循环主执行栈进行中...')
    resolve()}).then(function() {console.log('第一次循环微任务，第一次循环结束')
    setTimeout(function() {console.log('第二次循环的宏任务队列的第二个宏任务执行')
    })
})

console.log('第一次循环主执行栈完成')

同样我们分析一下执行过程：

• 第一次循环

  1. 进入执行栈执行代码，打印 第一次循环主执行栈开始
  2. 遇到 setTimeout，将回调放入宏任务队列等待执行
  3. promise 声明过程是同步的，打印 第一次循环主执行栈进行中...，resolve 后遇到.then，将回调放入微任务队列
  4. 打印 第一次循环主执行栈完成
  5. 检查微任务队列是否有可执行代码，有一个第三步放入的任务，打印 第一次循环微任务，第一次循环结束，第一次循环结束，同时遇到 setTimeout, 将回调放入宏任务队列

• 第二次循环

  1. 从宏任务入手，检查宏任务队列，发现有两个宏任务，分别是第一次循环第二步和第一次循环第五步被放入的任务，先执行第一个宏任务，打印 第二次循环开始，宏任务队列的第一个宏任务执行中
  2. 遇到 promise 声明语句，打印 宏任务队列的第一个宏任务继续执行, 这时候又被 resolve 了，又会将.then 中的回调放入微任务队列，这是这个宏任务队列中的第一个任务还没执行完
  3. 第一个宏任务中的同步代码执行完毕，检查微任务队列，发现有一段第二步放进去的代码，执行打印 第二次循环的微任务队列的微任务执行，此时第一个宏任务执行完毕
  4. 开始执行第二个宏任务，打印 第二次循环的宏任务队列的第二个宏任务执行，所有任务队列全部清空，执行完毕

所以打印顺序为：

• 第一次循环主执行栈开始
• 第一次循环主执行栈进行中 …
• 第一次循环主执行栈完成
• 第一次循环微任务，第一次循环结束
• 第二次循环开始，宏任务队列的第一个宏任务执行中
• 第二次循环的宏任务队列的第一个宏任务的微任务继续执行
• 第二次循环的微任务队列的微任务执行
• 第二次循环的宏任务队列的第二个宏任务执行

看一下 gif, 事件循环以肉眼可见的形式呈现出来（两次循环之间有微小的时间间隔）

总结

js 的执行机制是面试中常考的点，也是非常绕的。但相信完全了解事件循环机制，仔细分析的话，面试遇到这样的题完全不是问题。我在写这篇文章的时候，发现自己之前理解的很大一部分是错的。如果大家觉得哪里有错误，还请帮忙指点出来。