JavaScript 事件循环机制

JavaScript特点是”非阻塞“,V8引擎通过事件循环event loop来实现这一特点。

1. 执行栈与事件队列

当javaScript代码执行的时候会将不同的变量存于内存中的不同位置:堆heap 和栈stack中来加以区分。其中, 堆里存放着一些对象。而栈中则存放这一些基础型变量以及对象指针。

当调用一个方法时, JS会生成一个与这个方法对应的执行环境context,又叫执行上下文。 这个执行环境中有这个方法的私有作用域, 上层作用域的指向, 方法的参数, 这个作用域中定义的变量以及这个作用域的this对象。 而依次调用的时候, 因为JS是单线程的, 同一时间只能执行一个方法, 于是这些方法被排队在一个单独的地方。 这个地方被称为执行栈。

当一个脚本第一次执行的时候, JS引擎会解析这段代码, 并将其中的同步代码按照执行顺序加入执行栈中, 然后从头开始执行。如果当前执行的是一个方法。 当这个执行环境中的代码执行完毕并返回结果后, js会退出这个执行环境并把这个执行环境销毁, 回到上一个方法的执行环境。 ......这个过程反复进行, 直到执行栈中的代码全部执行完毕。

global初次运行脚本时向执行栈中加入代码:

上图:一个方法执行会向执行栈中加入这个方法的执行环境, 在这个执行环境中还可以调用其他方法, 甚至是自己, 其结果不过是在执行栈中再添加一个执行环境。 这个过程可以是无限进行下去的,除非发生了栈溢出, 即超出了所能使用内存的最大值。

\color{blue}{- 异步代码执行 ? }
当一个异步代码(如发送ajax请求数据)执行后会如何呢? 开头说, js的一大特点是 非阻塞, 实现这一点的关键在于一项机制——事件队列Task Queue

js引擎遇到一个异步事件后并不会一直等待其返回结果, 而是会将这个事件挂起(pending), 继续执行执行栈中的其他任务。 当一个异步事件返回结果后, js会将这个事件加入与当前执行栈不同的另一个队列, 我们称之为事件队列。 被放入事件队列的不会立刻执行其回调。 而是等待当前执行栈中的所有任务都执行完毕, 主线程处于闲置状态时, 主线程会去查找事件队列是否有任务。 如果有, 那么主线程会取出排在第一位的事件, 并把这个事件对应的回调放入执行栈中, 然后执行其中的同步代码......, 如此反复, 这样就形成了一个无限循环。 这个过程被称之为”事件循环Event Loop“。

过程图片如下:



stack :表示我们所说的执行栈
web apis: 代表一些异步事件
callback queue: 事件队列。

2. macro task宏任务 和 micro task微任务

以上的事件循环过程是一个宏观的表述, 实际上因为异步任务之间并不相同, 因此他们的执行优先级也有区别。 不同的异步任务分为两大类: 微任务 micro task 和 宏任务 macro task
以下事件属于宏任务:

setInterval()
setTimeout()

以下事件属于微任务:

new Promise()
new MutaionObserver()

前面介绍了,在一个事件循环中, 异步事件返回结果后会被放到一个任务队列中。 然而,根据这个异步事件的类型, 这个事件实际上会划分到对应的宏任务队列和微任务队列中去。 并且在当前执行栈为空的时候, 主线程会查看微任务队列中是否有事件存在。 如果存在,则会依次执行队列中事件对应的回调,直到微任务队列为空。 然后去宏任务队列中取出最前面的一个事件, 把对应的回调加入当前执行栈... 反复如此, 进入循环。

例子:

setTimeout(function() {
  console.log(1);
})

new Promise(function(resolve, reject) {
  console.log(2);
  resolve(3);
}).then(function(res) => {
  console.log(res);
})

结果为: 2 3 1

注意: 当 当前执行栈执行完毕时会优先处理所有微任务任务队列中的事件, 然后再去宏任务队列中取出一个事件。 同一次事件循环中, 微任务永远在宏任务之前执行

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