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資訊專欄INFORMATION COLUMN

深入理解 Event Loop

Carbs / 2180人閱讀

摘要:即使現(xiàn)在支持,由于沒有多線程的機制,和執(zhí)行線程只能通過來通信,而且由于沒有鎖,無法訪問和對象。的單線程是指一個瀏覽器進程中只有一個的執(zhí)行線程,即同一時刻內(nèi)只會有一段代碼在執(zhí)行。與單線程如何實現(xiàn)異步設(shè)計了一個事件循環(huán)的方式。

眾所周知,JavaScript(以下簡稱 JS) 是單線程語言,在 html5 中增加了 web workers,web workers 是新開了線程執(zhí)行的,那么 JS 還是單線程的嗎?當然是,為什么要設(shè)計成單線程?

網(wǎng)上有很多說法,大部分都說是多個線程同時對一個dom操作(同時修改dom內(nèi)容,一個線程增加屬性,一個線程刪除屬性),會非常混亂,當然如果支持多線程就會相應(yīng)的就要加入多線程的鎖機制,那么 JS 就變得非常復(fù)雜了,想想 JS 最開始設(shè)計的初衷就是用于用戶交互,而且當時的原始需求是:功能不需要太強,語法較為簡單,容易學(xué)習(xí)和部署,Brendan Eich 只用了10天,就設(shè)計完成了這種語言的第一版,因此也不可能加入多線程這么復(fù)雜的技術(shù)。

即使現(xiàn)在支持 web workers,由于沒有多線程的機制,web workers 和執(zhí)行線程只能通過 postMessage 來通信,而且由于沒有鎖,web workers 無法訪問 window 和 document 對象。

JS 的單線程是指一個瀏覽器進程中只有一個 JS 的執(zhí)行線程,即同一時刻內(nèi)只會有一段代碼在執(zhí)行。

Micro-Task 與 Macro-Task

單線程如何實現(xiàn)異步?JS 設(shè)計了一個事件循環(huán)的方式。所有的代碼執(zhí)行均按照事件循環(huán)的方式進行。

事件循環(huán)中分兩種任務(wù):一個是宏任務(wù)(Macro-Task),另一個是微任務(wù)(Micro-Task)。常見的宏任務(wù)和微任務(wù)如下。

宏任務(wù):script(整體代碼)、setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame、I/O、事件、MessageChannel、setImmediate (Node.js) 微任務(wù):Promise.then、 MutaionObserver、process.nextTick (Node.js)

事件循環(huán)按下圖的方式進行。

注意: 宏任務(wù)執(zhí)行完后,需要清空當前微任務(wù)隊列后才回去執(zhí)行下一個宏任務(wù),如果微任務(wù)里面產(chǎn)生了新的微任務(wù),仍然會在當前事件循環(huán)里面被執(zhí)行完,后面會舉例說明。

來個示例驗證下上面的流程。

<script>
    console.log(1);

    setTimeout(function timeout1() {
        console.log(2);
    }, 0);

    Promise.resolve().then(function promise1() {
        console.log(3);
        setTimeout(function timeout2() {
            console.log(4);
            Promise.resolve().then(function promise2() {
                console.log(5);
            });
        }, 0);
        return Promise.resolve()
            .then(function promise3() {
                console.log(6);
                return Promise.resolve().then(function promise4() {
                    console.log(7);
                });
            })
            .then(function promise5() {
                console.log(8);
            });
    })
    console.log(9);
script>

<script>
    console.log(10);
    setTimeout(function timeout3() {
        console.log(11);
    }, 0);
    Promise.resolve().then(function promise6() {
        console.log(12);
    });
script>

按照上面流程梳理下執(zhí)行流程:

    將兩個宏任務(wù)(兩個script代碼)初始化進宏任務(wù)隊列,宏任務(wù)隊列為:[script1, script2]

    script1 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,宏任務(wù)隊列為:[script2]

    同步代碼執(zhí)行輸出:1,

    timeout1 入隊,宏任務(wù)隊列為:[script2, timeout1]

    promise1 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise1]

    同步代碼執(zhí)行輸出:9

    script1 執(zhí)行完畢,進入微任務(wù)執(zhí)行階段,promise1 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:3

    timeout2 入隊,宏任務(wù)隊列為:[script2, timeout1, timeout2]

    promise3 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise3]

    promise1 執(zhí)行完畢,繼續(xù)判斷微任務(wù)隊列是否為空,promise3 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:6

    promise4 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise4]

    promise3 執(zhí)行完畢,promise5 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise4,promise5]

    判斷微任務(wù)隊列是否為空,promise4 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為:[promise5]

    同步代碼執(zhí)行輸出:7

    promise4 執(zhí)行完畢,繼續(xù)判斷微任務(wù)隊列是否為空,promise5 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:8

    微任務(wù)隊列清空,宏任務(wù) script2 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,宏任務(wù)隊列為[ timeout1, timeout2]

    同步代碼執(zhí)行輸出:10

    timeout3 入隊,宏任務(wù)隊列為:[timeout1, timeout2, timeout3]

    promise6 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise6]

    script2 執(zhí)行完畢,進入微任務(wù)執(zhí)行階段,promise6 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:12

    微任務(wù)隊列為空,執(zhí)行宏任務(wù)隊列,timeout1 判斷是否到時間,timeout1 到時壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,宏任務(wù)隊列為[ timeout2, timeout3]

    同步代碼執(zhí)行輸出:2

    微任務(wù)隊列為空,執(zhí)行宏任務(wù)隊列,timeout2 判斷是否到時間,timeout2 到時壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,宏任務(wù)隊列為[ timeout3]

    同步代碼執(zhí)行輸出:4,promise2 入隊,微任務(wù)隊列為:[promise2]

    timeout2 執(zhí)行完畢,判斷微任務(wù)隊列是否為空,promise2 出隊壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,微任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:5

    微任務(wù)隊列為空,執(zhí)行宏任務(wù)隊列,timeout3 判斷是否到時間,timeout3 到時壓入執(zhí)行棧執(zhí)行,宏任務(wù)隊列為空

    同步代碼執(zhí)行輸出:11

    宏任務(wù)隊列為空

參考

JavaScript語言的歷史

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