Javascript的事件循環機制是什么

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單線程的Javascript

JavaScript是一種單線程語言，它主要用來與用戶互動，以及操作DOM。多線程需要共享資源、且有可能修改彼此的運行結果，且存在上下文切換。

在 JS 運行的時候可能會阻止 UI 渲染，這說明兩個線程是互斥的。這是因為 JS 可以修改 DOM，如果在 JS 執行的時候 UI 線程還在工作，就可能導致不能安全的渲染 UI。

JS 是單線程運行的，可以達到節省內存，節約上下文切換時間。

為了利用多核CPU的計算能力，HTML5提出Web Worker標準，允許JavaScript腳本創建多個線程，但是子線程完全受主線程控制，且不得操作DOM。

單線程的同步等待極大影響效率，任務不得不一個一個等待執行，對于網頁應用是無法接受的。所以Javascript使用事件循環機制來解決異步任務的問題。

同步 vs 異步 宏任務 vs 微任務

首先了解下同步和異步的區別：

• 同步：在一個函數返回的時候，調用者就能夠得到預期結果。

• 同步任務：在主線程上排隊執行的任務，只有前一個任務執行完畢，才能執行后一個任務。

• 異步：在函數返回的時候，調用者還不能夠得到預期結果，而是需要在將來通過一定的手段得到。

• 異步任務：不進入主線程、而放在"任務隊列"中的任務，若有多個異步任務，則需排隊等待進入主線程執行棧中被執行。

任務隊列其實不止一種，根據任務種類的不同，可以分為微任務（micro task）隊列和宏任務（macro task）隊列。常見的任務如下：

• 宏任務：script(整體代碼)、setTimeout、setInterval、I/O、UI 交互事件、setImmediate；需要特定的異步線程去執行，有明確的異步任務去執行，有回調。

• 微任務：Promise、MutaionObserver、process.nextTick(Node.js 環境，會先于其他微任務執行)；不需要特定的異步線程去執行，沒有明確的異步任務去執行，只有回調。

一次 Eventloop 循環會處理一個宏任務和所有這次循環中產生的微任務。 執行順序如下圖：

第一個例子：

var req = new XMLHttpRequest();
req.open('GET', url);    
req.onload = function (){};    
req.onerror = function (){};    
req.send();
//等同于
var req = new XMLHttpRequest();
req.open('GET', url);
req.send();
req.onload = function (){};    
req.onerror = function (){};

上面代碼中的req.send方法是Ajax操作向服務器發送數據，它是一個異步任務，意味著只有當前腳本的所有代碼執行完，系統才會去讀取"任務隊列"。指定回調函數的部分（onload和onerror），在send()方法的前面或后面無關緊要，因為它們屬于執行棧的一部分，系統總是執行完它們，才會去讀取"任務隊列"。

第二個例子：

console.log('1 第一次循環 開始執行');
setTimeout(function () {
    console.log('2 第二次循環 開始執行');
    new Promise(function (resolve) {
        console.log('3 第二次循環 宏任務結束');
        resolve();
    }).then(function () {
        console.log('4 第二次循環 微任務執行')
    })
}, 0)
new Promise(function (resolve) {
    console.log('5 第一次循環 宏任務結束');
    resolve();
}).then(function () {
    console.log('6 第一次循環 微任務執行')
})

setTimeout(function () {
    console.log('7 第三次循環 開始執行');

    new Promise(function (resolve) {
        console.log('8 第三次循環 宏任務結束');
        resolve();
    }).then(function () {
        console.log('9 第三次循環 微任務執行')
    })
}, 0)

/*
結果
1 第一次循環 開始執行
5 第一次循環 宏任務結束
6 第一次循環 微任務執行
2 第二次循環 開始執行
3 第二次循環 宏任務結束
4 第二次循環 微任務執行
7 第三次循環 開始執行
8 第三次循環 宏任務結束
9 第三次循環 微任務執行
*/

定時器

定時器功能主要由setTimeout()和setInterval()這兩個函數來完成，它們的內部運行機制完全一樣，區別在于前者指定的代碼是一次性執行，后者則為反復執行。

如果將setTimeout()的第二個參數設為0，就表示當前代碼執行完（執行棧清空）以后，立即執行（0毫秒間隔）指定的回調函數。主線程盡可能早得執行，但是沒有辦法保證回調函數一定會在setTimeout()指定的時間執行，因為必須等到當前代碼（執行棧）執行完，主線程才會去執行它指定的回調函數。所以單線程無法實現真正的異步，因為還是存在阻塞。

HTML5標準規定了setTimeout()的第二個參數的最小值（最短間隔），不得低于4毫秒，如果低于這個值，就會自動增加。

在此之前，老版本的瀏覽器都將最短間隔設為10毫秒。

另外，對于那些DOM的變動（尤其是涉及頁面重新渲染的部分），通常不會立即執行，而是每16毫秒執行一次。

這時使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。

在Node.js環境下，還提供了另外兩個方法：

• process.nextTick方法可以在當前"執行棧"的尾部，下一次Event Loop之前，觸發回調函數。也就是說，它指定的任務總是在本次"事件循環"觸發，發生在所有異步任務之前，同時也是在所有微任務之前執行。

• setImmediate方法則是在當前"任務隊列"的尾部添加事件，也就是說，它指定的任務總是在之后的Event Loop執行，這與setTimeout(fn, 0)很像。

多個process.nextTick語句總是在當前"執行棧"一次執行完，多個setImmediate則可能需要多次loop才能執行完。

To Be Continued

Node.js使用V8作為js的解析引擎，而I/O處理方面使用了自己設計的libuv，libuv是一個基于事件驅動的跨平臺抽象層，封裝了不同操作系統一些底層特性，對外提供統一的API，事件循環機制也是它里面的實現的。（在Python中，uvloop，一個完整的asyncio事件循環的替代品，也是建立在libuv基礎之上，是由Cython編寫而成。）這個機制和瀏覽器中Javascript的事件循環機制是不太一樣的。

讀到這里，這篇“Javascript的事件循環機制是什么”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。