一、为什么JavaScript是单线程？js引擎线程
与它的用途有关。作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？
为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM。所以，这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质
二、任务队列
背景： 单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果排队是因为计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备（输入输出设备）很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。
同步任务和异步任务：所有任务可以分成两种，一种是同步任务（synchronous），另一种是异步任务（asynchronous）。同步任务指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；异步任务指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。
异步运行机制：
所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。
主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。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，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。
主线程不断重复上面的第三步。
三、事件和回调函数
"任务队列"是一个事件的队列（也可以理解成消息的队列），IO设备完成一项任务，就在"任务队列"中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。主线程读取"任务队列"，就是读取里面有哪些事件。
"任务队列"中的事件，除了IO设备的事件以外，还包括一些用户产生的事件（比如鼠标点击、页面滚动等等）。只要指定过回调函数，这些事件发生时就会进入"任务队列"，等待主线程读取。
所谓"回调函数"（callback），就是那些会被主线程挂起来的代码。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。
"任务队列"是一个先进先出的数据结构，排在前面的事件，优先被主线程读取。主线程的读取过程基本上是自动的，只要执行栈一清空，"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。但是，由于存在后文提到的"定时器"功能，主线程首先要检查一下执行时间，某些事件只有到了规定的时间，才能返回主线程
四、Event Loop
定义：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）
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）。只要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。
五、定时器
除了放置异步任务的事件，"任务队列"还可以放置定时事件，即指定某些代码在多少时间之后执行。这叫做"定时器"（timer）功能，也就是定时执行的代码。
总之，setTimeout(fn,0)的含义是，指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行，也就是说，尽可能早得执行。它在"任务队列"的尾部添加一个事件，因此要等到同步任务和"任务队列"现有的事件都处理完，才会得到执行。
六、Node.js的Event Loop
V8引擎解析JavaScript脚本。
解析后的代码，调用Node API。
libuv库负责Node API的执行。它将不同的任务分配给不同的线程，形成一个Event Loop（事件循环），以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。
V8引擎再将结果返回给用户。
除了setTimeout和setInterval这两个方法，Node.js还提供了另外两个与"任务队列"有关的方法：process.nextTick和setImmediate。它们可以帮助我们加深对"任务队列"的理解。
process.nextTick方法可以在当前"执行栈"的尾部----下一次Event Loop（主线程读取"任务队列"）之前----触发回调函数。也就是说，它指定的任务总是发生在所有异步任务之前。setImmediate方法则是在当前"任务队列"的尾部添加事件，也就是说，它指定的任务总是在下一次Event Loop时执行，这与setTimeout(fn, 0)很像。请看下面的例子（via StackOverflow）。
process.nextTick(function A() {
console.log(1);
process.nextTick(function B(){console.log(2);});
});
setTimeout(function timeout() {
console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0)
// 1
// 2
// TIMEOUT FIRED
上面代码中，由于process.nextTick方法指定的回调函数，总是在当前"执行栈"的尾部触发，所以不仅函数A比setTimeout指定的回调函数timeout先执行，而且函数B也比timeout先执行。这说明，如果有多个process.nextTick语句（不管它们是否嵌套），将全部在当前"执行栈"执行。
现在，再看setImmediate。
setImmediate(function A() {
console.log(1);
setImmediate(function B(){console.log(2);});
});
setTimeout(function timeout() {
console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0);
上面代码中，setImmediate与setTimeout(fn,0)各自添加了一个回调函数A和timeout，都是在下一次Event Loop触发。那么，哪个回调函数先执行呢？答案是不确定。运行结果可能是1--TIMEOUT FIRED--2，也可能是TIMEOUT FIRED--1--2。
令人困惑的是，Node.js文档中称，setImmediate指定的回调函数，总是排在setTimeout前面。实际上，这种情况只发生在递归调用的时候。
setImmediate(function (){
setImmediate(function A() {
console.log(1);
setImmediate(function B(){console.log(2);});
});
setTimeout(function timeout() {
console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0);
});
// 1
// TIMEOUT FIRED
// 2
上面代码中，setImmediate和setTimeout被封装在一个setImmediate里面，它的运行结果总是1--TIMEOUT FIRED--2，这时函数A一定在timeout前面触发。至于2排在TIMEOUT FIRED的后面（即函数B在timeout后面触发），是因为setImmediate总是将事件注册到下一轮Event Loop，所以函数A和timeout是在同一轮Loop执行，而函数B在下一轮Loop执行。
我们由此得到了process.nextTick和setImmediate的一个重要区别：多个process.nextTick语句总是在当前"执行栈"一次执行完，多个setImmediate可能则需要多次loop才能执行完。事实上，这正是Node.js 10.0版添加setImmediate方法的原因，否则像下面这样的递归调用process.nextTick，将会没完没了，主线程根本不会去读取"事件队列"！
process.nextTick(function foo() {
process.nextTick(foo);
});
事实上，现在要是你写出递归的process.nextTick，Node.js会抛出一个警告，要求你改成setImmediate。
另外，由于process.nextTick指定的回调函数是在本次"事件循环"触发，而setImmediate指定的是在下次"事件循环"触发，所以很显然，前者总是比后者发生得早，而且执行效率也高（因为不用检查"任务队列"）。
七、宏任务与微任务
宏任务（macrotask）
微任务（microtask）
谁发起的
宿主（Node、浏览器）
JS引擎
具体事件
- script (可以理解为外层同步代码)
- setTimeout/setInterval
- UI rendering/UI事件
- postMessage，MessageChannel
- setImmediate，I/O（Node.js）
- Promise
- MutaionObserver
- Object.observe（已废弃；Proxy 对象替代）
- process.nextTick（Node.js）
谁先运行
后运行
先运行
会触发新一轮Tick吗
会
不会
拓展 1：async和await是如何处理异步任务的？
简单说，async是通过Promise包装异步任务。
比如有如下代码：
async function async1() {
await async2()
console.log('async1 end')
}
async function async2() {
console.log('async2 end')
}
async1()
改为ES5的写法：
new Promise((resolve, reject) => {
// console.log('async2 end')
async2()
...
}).then(() => {
// 执行async1()函数await之后的语句
console.log('async1 end')
})
当调用 async1 函数时，会马上输出 async2 end，并且函数返回一个 Promise，接下来在遇到 await的时候会就让出线程开始执行 async1 外的代码（可以把 await 看成是让出线程的标志）。
然后当同步代码全部执行完毕以后，就会去执行所有的异步代码，那么又会回到 await 的位置，去执行 then 中的回调。
拓展 2：setTimeout，setImmediate谁先执行？
setImmediate和process.nextTick为Node环境下常用的方法（IE11支持setImmediate），所以，后续的分析都基于Node宿主。
Node.js是运行在服务端的js，虽然用到也是V8引擎，但由于服务目的和环境不同，导致了它的API与原生JS有些区别，其Event Loop还要处理一些I/O，比如新的网络连接等，所以与浏览器Event Loop不太一样。
执行顺序如下：
timers: 执行setTimeout和setInterval的回调
pending callbacks: 执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调
idle, prepare: 仅系统内部使用
poll: 检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调。事实上除了其他几个阶段处理的事情，其他几乎所有的异步都在这个阶段处理。
check: setImmediate在这里执行
close callbacks: 一些关闭的回调函数，如：socket.on('close', ...)
一般来说，setImmediate会在setTimeout之前执行，如下：
console.log('outer');
setTimeout(() => {
setTimeout(() => {
console.log('setTimeout');
}, 0);
setImmediate(() => {
console.log('setImmediate');
});
}, 0);
其执行顺序为：
外层是一个setTimeout，所以执行它的回调的时候已经在timers阶段了
处理里面的setTimeout，因为本次循环的timers正在执行，所以其回调其实加到了下个timers阶段
处理里面的setImmediate，将它的回调加入check阶段的队列
外层timers阶段执行完，进入pending callbacks，idle, prepare，poll，这几个队列都是空的，所以继续往下
到了check阶段，发现了setImmediate的回调，拿出来执行
然后是close callbacks，队列是空的，跳过
又是timers阶段，执行console.log('setTimeout')
但是，如果当前执行环境不是timers阶段，就不一定了。。。。顺便科普一下Node里面对setTimeout的特殊处理：setTimeout(fn, 0)会被强制改为setTimeout(fn, 1)。
看看下面的例子：
setTimeout(() => {
console.log('setTimeout');
}, 0);
setImmediate(() => {
console.log('setImmediate');
});
其执行顺序为：
遇到setTimeout，虽然设置的是0毫秒触发，但是被node.js强制改为1毫秒，塞入times阶段
遇到setImmediate塞入check阶段
同步代码执行完毕，进入Event Loop
先进入times阶段，检查当前时间过去了1毫秒没有，如果过了1毫秒，满足setTimeout条件，执行回调，如果没过1毫秒，跳过
跳过空的阶段，进入check阶段，执行setImmediate回调
可见，1毫秒是个关键点，所以在上面的例子中，setImmediate不一定在setTimeout之前执行了。
拓展 3：Promise，process.nextTick谁先执行？
因为process.nextTick为Node环境下的方法，所以后续的分析依旧基于Node。
process.nextTick() 是一个特殊的异步API，其不属于任何的Event Loop阶段。事实上Node在遇到这个API时，Event Loop根本就不会继续进行，会马上停下来执行process.nextTick()，这个执行完后才会继续Event Loop。
所以，nextTick和Promise同时出现时，肯定是nextTick先执行，原因是nextTick的队列比Promise队列优先级更高。
拓展 4：应用场景 - Vue中的vm.$nextTick
vm.$nextTick 接受一个回调函数作为参数，用于将回调延迟到下次DOM更新周期之后执行。
这个API就是基于事件循环实现的。
“下次DOM更新周期”的意思就是下次微任务执行时更新DOM，而vm.$nextTick就是将回调函数添加到微任务中（在特殊情况下会降级为宏任务）。
因为微任务优先级太高，Vue 2.4版本之后，提供了强制使用宏任务的方法。
vm.$nextTick优先使用Promise，创建微任务。
如果不支持Promise或者强制开启宏任务，那么，会按照如下顺序发起宏任务：
优先检测是否支持原生 setImmediate（这是一个高版本 IE 和 Edge 才支持的特性）
如果不支持，再去检测是否支持原生的MessageChannel
如果也不支持的话就会降级为 setTimeout。
