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JS 事件循环

事件循环

  1. JavaScript 语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事。为了协调事件、用户交互、脚本、UI 渲染和网络处理等行为,防止主线程的不阻塞,Event Loop 的方案应用而生。
  2. Event Loop 包含两类:一类是基于 Browsing Context,一种是基于 Worker。二者的运行是独立的,也就是说,每一个 JavaScript 运行的"线程环境"都有一个独立的 Event Loop,每一个 Web Worker 也有一个独立的 Event Loop。

本文所涉及到的事件循环是基于 Browsing Context。

任务队列

根据规范,事件循环是通过任务队列的机制来进行协调的。一个 Event Loop 中,可以有一个或者多个任务队列(task queue),一个任务队列便是一系列有序任务(task)的集合;每个任务都有一个任务源(task source),源自同一个任务源的 task 必须放到同一个任务队列,从不同源来的则被添加到不同队列。setTimeout/Promise 等 API 便是任务源,而进入任务队列的是他们指定的具体执行任务。

在事件循环中,每进行一次循环操作称为 tick,每一次 tick 的任务处理模型是比较复杂的,但关键步骤如下:

  • 在此次 tick 中选择最先进入队列的任务(oldest task),如果有则执行(一次)
  • 检查是否存在 Microtasks,如果存在则不停地执行,直至清空 Microtasks Queue
  • 更新 render
  • 主线程重复执行上述步骤

在上诉 tick 的基础上需要了解几点:

  • JS 分为同步任务和异步任务
  • 同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈
  • 主线程之外,事件触发线程管理着一个任务队列,只要异步任务有了运行结果,就在任务队列之中放置一个事件。
  • 一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕(此时 JS 引擎空闲),系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈中,开始执行。

Event Loop

宏任务

(macro)task,可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务(包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行)。

浏览器为了能够使得 JS 内部(macro)task 与 DOM 任务能够有序的执行,会在一个(macro)task 执行结束后,在下一个(macro)task 执行开始前,对页面进行重新渲染,流程如下:

text
(macro)task->渲染->(macro)task->...

宏任务包含

text
script(整体代码)
setTimeout
setInterval
I/O
UI交互事件(requestAnimationFrame)
postMessage
MessageChannel
setImmediate(Node.js 环境)

微任务

microtask,可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务。也就是说,在当前 task 任务后,下一个 task 之前,在渲染之前。

所以它的响应速度相比 setTimeout(setTimeout 是 task)会更快,因为无需等渲染。也就是说,在某一个 macrotask 执行完后,就会将在它执行期间产生的所有 microtask 都执行完毕(在渲染前)。

微任务包含

text
Promise.then
Object.observe(已废弃)
MutationObserver
process.nextTick(Node.js 环境)

运行机制

在事件循环中,每进行一次循环操作称为 tick,每一次 tick 的任务处理模型是比较复杂的,但关键步骤如下:

  • 执行一个宏任务(栈中没有就从事件队列中获取)
  • 执行过程中如果遇到微任务,就将它添加到微任务的任务队列中
  • 宏任务执行完毕后,立即执行当前微任务队列中的所有微任务(依次执行)
  • 当前宏任务执行完毕,开始检查渲染,然后 GUI 线程接管渲染
  • 渲染完毕后,JS 线程继续接管,开始下一个宏任务(从事件队列中获取)

如图:

运行机制

总结

概念

js 是单线程执行的,js 中的任务按顺序一个一个的执行,但是一个任务耗时太长,那么后面的任务就需要等待,为了解决这种情况,将任务分为了同步任务和异步任务,而异步任务又可以分为微任务(microtask )和宏任务(macrotask )。。

JS 事件循环机制

  1. 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
  2. 当指定的事情完成时,Event Table 会将这个函数移入 Event Queue。
  3. 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。
  4. 上述过程会不断重复,也就是常说的 Event Loop (事件循环)。

宏任务微任务执行顺序

  1. 在挂起任务时,JS 引擎会将所有任务按照类别分到这两个队列中
  2. 首先在 macrotask 的队列(这个队列也被叫做 task queue)中取出第一个任务
  3. 执行完毕后取出 microtask 队列中的所有任务顺序执行;
  4. 之后再取 macrotask 任务,周而复始,直至两个队列的任务都取完

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