前言

Event Loop是计算机系统的一种运行机制，是个很重要的概念。而JavaScript用这种机制来解决单线程运行带来的问题。理解很熟悉将会有利于我们更容易理解vue的异步事件。

 

JavaScript是单线程的

1、什么是单线程？

单线程在程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行。简单来说，即同一时间只能做一件事件。

2、js为什么是单线程？

js是一种运行在网页的简单的脚本语言，由于设计的初衷是作为浏览器脚本语言，用于与用户互动，以及操作DOM。这决定它是单线程的。

3、单线程带来的问题？

单线程就意味着，所有任务都需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就需要一直等着。这就会导致IO操作（耗时但cpu闲置）时造成性能浪费的问题。

4、如何解决单线程的性能问题？

采用异步可以解决。主线程完全可以不管IO操作，暂时挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO操作返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。于是，所有任务可以分成两种，一种是同步任务，另一种是异步任务。

 

执行栈和任务队列

执行栈

当执行某个函数、用户点击一次鼠标，Ajax完成，一个图片加载完成等事件发生时，只要指定过回调函数，这些事件发生时就会进入执行栈队列中，等待主线程读取,遵循先进先出原则。

任务队列

当遇到一个异步事件后，并不会一直等待异步事件返回结果，而是会将这个事件挂在与执行栈不同的队列中，我们称之为任务队列。需要注意的是异步任务必须指定回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。

 

事件循环（Event Loop）

JavaScript内存模型

在了解事件循环之前，先要弄明白Js的内存模型，这有助于更好的理解事件循环。

Js事件循环（Event Loop）机制_任务队列

  • 调用栈（Call Stack）：用于主线程任务的执行。
  • 堆（Heap）：用于存放非结构数据，如程序分配的变量和对象。
  • 任务队列（Queue）: 用于存放异步任务。

Js异步执行的运行机制

  1. 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。
  2. 主线程之外，还存在一个任务队列。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。
  3. 一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
  4. 主线程不断重复上面的第三步。

 

任务队列

异步任务分为 宏任务（macrotask）与微任务（microtask），不同的API注册的任务会依次进入自身对应的队列中，然后等待Event Loop将它们依次压入执行栈中执行。

  • 宏任务主要包含：script(整体代码)、setTimeout、setInterval、I/O、UI交互事件、setImmediate(Node.js 环境)
  • 微任务主要包含：Promise、MutaionObserver、process.nextTick(Node.js 环境)

我们的JavaScript的执行过程是单线程的，所有的任务可以看做存放在两个队列中——执行队列和事件队列。

执行队列里面是所有同步代码的任务，事件队列里面是所有异步代码的宏任务，而我们的微任务，是处在两个队列之间。

当JavaScript执行时，优先执行完所有同步代码，遇到对应的异步代码，就会根据其任务类型存到对应队列（宏任务放入事件队列，微任务放入执行队列之后，事件队列之前）；当执行完同步代码之后，就会执行位于执行队列和事件队列之间的微任务，然后再执行事件队列中的宏任务。

实例

new Promise(resolve => {
    resolve(1);
    
    Promise.resolve().then(() => {
        // t2
        console.log(2)
    });
    console.log(4)
}).then(t => {
    // t1
    console.log(t)
});
console.log(3);


这段代码的流程大致如下：

  1. script 任务先运行。首先遇到Promise实例，构造函数首先执行，所以首先输出了 4。此时 microtask 的任务有 t2 和 t1
  2. script 任务继续运行，输出 3。至此，第一个宏任务执行完成。
  3. 执行所有的微任务，先后取出 t2 和 t1，分别输出 2 和 1
  4. 代码执行完毕

综上，上述代码的输出是：4321

事件循环

主线程从任务队列中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。

Js事件循环（Event Loop）机制_异步任务_02

从上图我们可以看出：

  • 主线程运行的时候，产生堆（heap）和栈（stack）。
  • 栈中的代码调用各种外部API，它们在"任务队列"中加入各种事件（click，load，done）。
  • 栈中的代码执行完毕，主线程就会去读取任务队列，依次执行那些事件所对应的回调函数。