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詳解JS事件循環(huán)及宏任務(wù)微任務(wù)的原理

 更新時(shí)間：2022年05月07日 08:51:28   作者：諸葛小愚  
在js中，我們一般將所有的任務(wù)都分成兩類，一種是同步任務(wù)，另外一種是異步任務(wù)。而在異步任務(wù)中，又有著更加細(xì)致的分類，那就是微任務(wù)和宏任務(wù)。本文將詳細(xì)講解這二者的原理與使用，需要的可以參考一下

本質(zhì)上來說，JavaScript是同步的、阻塞的、單線程語言，不管是在瀏覽器中還是nodejs環(huán)境下。瀏覽器在執(zhí)行js代碼和渲染DOM節(jié)點(diǎn)都是在同一個(gè)線程中，執(zhí)行js代碼就無法渲染DOM，渲染DOM的時(shí)候就無法執(zhí)行js代碼。如果按照這種同步方式執(zhí)行，頁面的渲染將會(huì)出現(xiàn)白屏甚至是報(bào)錯(cuò)，特別是遇到一些耗時(shí)比較長的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求或者js代碼，因此在實(shí)際開發(fā)中一般是通過異步的方式解決。

什么是異步？js是一步一步執(zhí)行代碼的，遇到alert這種阻塞代碼時(shí)，js將會(huì)停止往下執(zhí)行直到阻塞代碼執(zhí)行完畢。異步就是將函數(shù)放在單獨(dú)的異步隊(duì)列中，不會(huì)產(chǎn)生阻塞，js可以繼續(xù)往下執(zhí)行，等到同步代碼執(zhí)行完畢后再執(zhí)行異步隊(duì)列中的函數(shù)。因此，js會(huì)先執(zhí)行完同步代碼，才會(huì)執(zhí)行異步代碼。

異步也有細(xì)分，每一個(gè)異步函數(shù)可當(dāng)作是一個(gè)待執(zhí)行的任務(wù)，可分為宏任務(wù)和微任務(wù)。本文重點(diǎn)介紹瀏覽器的事件循環(huán)，nodejs環(huán)境下的事件循環(huán)放在下一篇中繼續(xù)探討。

宏任務(wù)

宏任務(wù)，也可簡(jiǎn)單的說成是任務(wù)，在下一輪DOM渲染之后執(zhí)行。常見的宏任務(wù)有：

setTimeout：設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，該定時(shí)器會(huì)在設(shè)置的延遲時(shí)間到期后執(zhí)行一個(gè)函數(shù)或者指定的代碼塊。值得注意的是，setTimeout不一定會(huì)在延遲時(shí)間到達(dá)后就立即執(zhí)行函數(shù)，而是會(huì)判斷執(zhí)行隊(duì)列中是否還有函數(shù)沒有處理，如果沒有了并且棧為空，setTimeout才會(huì)在延遲時(shí)間到達(dá)后執(zhí)行函數(shù)。

// setTimeout 延遲執(zhí)行不等于到期時(shí)立即執(zhí)行
let now = new Date().getSeconds();
setTimeout(() => {
    console.log('this is setTimeout 0');
}, 0);
setTimeout(() => {
    console.log('this is setTimeout 200');
}, 200);
while(true) {
    if (new Date().getSeconds() - now >= 2) {
        console.log('break out while loop');
        break;
    }
}

運(yùn)行結(jié)果

break out while loop
this is setTimeout 0
this is setTimeout 200

先執(zhí)行同步代碼，再執(zhí)行異步。setTimeout(() => {}, 0)表示0毫秒后立即執(zhí)行函數(shù)，但是當(dāng)前執(zhí)行隊(duì)列中還有未處理完的while循環(huán)，因此需要等到while循環(huán)執(zhí)行完畢后，才會(huì)根據(jù)延遲到期時(shí)間執(zhí)行函數(shù)。

setInterval：設(shè)置定時(shí)器，表示在固定的時(shí)間間隔內(nèi)，重復(fù)執(zhí)行某一函數(shù)或者特定的代碼塊。注意使用setInterval有最小延遲時(shí)間限制以及確保執(zhí)行時(shí)間要小于間隔時(shí)間，如果執(zhí)行時(shí)間無法確定，則應(yīng)采用遞歸調(diào)用setTimeout的方式代替。

網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求：只要是指XMLHttpRequest等網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求

微任務(wù)

微任務(wù)，在下一輪DOM渲染之前執(zhí)行，微任務(wù)比宏任務(wù)更早執(zhí)。常見的微任務(wù)有：

promise：表示一個(gè)異步操作最終的結(jié)果和返回值，可能會(huì)失敗，也可能成功。異步函數(shù)在執(zhí)行時(shí)，什么時(shí)候返回結(jié)果是不可預(yù)料的，Promise把異步操作的返回值和函數(shù)關(guān)聯(lián)起來，保證在異步執(zhí)行結(jié)束后會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的函數(shù)，并通過函數(shù)返回操作值。這種效果就類似于把異步代碼“同步執(zhí)行”。

queueMicrotask：將函數(shù)添加到微任務(wù)隊(duì)

console.log('start');
// 微任務(wù)隊(duì)列
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then');
});
queueMicrotask(() => {
    console.log('queueMicrotask');
});
console.log('end');

運(yùn)行結(jié)果

start
end
promise then
queueMicrotask

事件循環(huán)

因?yàn)橛挟惒讲僮鞯拇嬖冢猿霈F(xiàn)了事件循環(huán)，如果都是同步操作，一行一行執(zhí)行代碼，事件循環(huán)也就失去了用武之地。在了解事件循環(huán)前，還需要補(bǔ)充js的執(zhí)行過程：

js在執(zhí)行代碼時(shí)，遇到函數(shù)就會(huì)將其添加到調(diào)用棧中，每一幀都會(huì)存儲(chǔ)當(dāng)前函數(shù)的參數(shù)和局部變量，當(dāng)一個(gè)函數(shù)執(zhí)行完畢，則會(huì)從調(diào)用棧中彈出，直到棧被清空，那么程序也就執(zhí)行完畢。在執(zhí)行的過程中，需要的引用數(shù)據(jù)都是從堆中獲取。

在實(shí)際開發(fā)中，往往是同步代碼和異步代碼都有。在js執(zhí)行時(shí)，還是從第一行代碼開始執(zhí)行，遇到函數(shù)就將其添加到棧中，然后執(zhí)行同步操作；如果遇到異步函數(shù)，則根據(jù)其類型，宏任務(wù)就添加到宏任務(wù)隊(duì)列，微任務(wù)添加到微任務(wù)隊(duì)列。直到同步代碼執(zhí)行完畢，則開始執(zhí)行異步操作。

異步操作后于同步操作，異步操作內(nèi)部也是分先后順序的?？偟膩碚f：

  • 微任務(wù)先于宏任務(wù)執(zhí)行
  • 微任務(wù)與微任務(wù)之間根據(jù)先后順序執(zhí)行，宏任務(wù)與宏任務(wù)之間根據(jù)延遲時(shí)間順序執(zhí)行
  • 微任務(wù)在下一輪DOM渲染前執(zhí)行，宏任務(wù)在下一輪DOM渲染之后執(zhí)行
  • 每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行都是一次出棧操作，直到棧被清空

微任務(wù)比宏任務(wù)先執(zhí)行

console.log('start');
// 宏任務(wù)隊(duì)列
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
});
// 微任務(wù)隊(duì)列
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then');
});
console.log('end');

執(zhí)行結(jié)果

start
end
promise then
setTimeout

微任務(wù)在下一輪DOM渲染前執(zhí)行，宏任務(wù)在之后執(zhí)行

let div = document.createElement('div');
div.innerHTML = 'hello world';
document.body.appendChild(div);
let divList = document.getElementByTagName('div');
console.log('同步任務(wù) length ---', list.length);
console.log('start');
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout length ---', list.length);
    alert('宏任務(wù) setTimeout 阻塞'); // 使用alert阻塞js執(zhí)行
});
Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise then length ---', list.length);
    alert('微任務(wù) promise then 阻塞);
});
console.log('end');

事件循環(huán)

event loop會(huì)持續(xù)監(jiān)聽是否有異步操作，如果有則添加到對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中，等待執(zhí)行。例如在宏任務(wù)中添加微任務(wù)，或者在微任務(wù)中添加宏任務(wù)，當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完后，可能還會(huì)有新的任務(wù)添加到事件循環(huán)中。

宏任務(wù)與微任務(wù)

微任務(wù)中創(chuàng)建宏任務(wù)

    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 1');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 1');
      }, 500);
      resolve();
    }).then(() => {
      console.log('promise then');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 2');
      }, 0);
    });
    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 2');
      resolve();
    })

運(yùn)行結(jié)果

promise 1
promise 2
promise then
setTimeout 2
setTimeout 1

解析

js執(zhí)行代碼，遇到兩個(gè)Promise，則分別添加到微任務(wù)隊(duì)列，同步代碼執(zhí)行完畢。

在微任務(wù)隊(duì)列中根據(jù)先進(jìn)先出，第一個(gè)Promise先執(zhí)行，遇到setTimeout，則添加到宏任務(wù)隊(duì)列，resolve()返回執(zhí)行結(jié)果并執(zhí)行then，事件循環(huán)將其繼續(xù)添加到微任務(wù)隊(duì)列；第一個(gè)Promise執(zhí)行完畢，執(zhí)行第二個(gè)Promise。

繼續(xù)執(zhí)行微任務(wù)隊(duì)列，直到清空隊(duì)列。遇到setTimeout，并將其添加到宏任務(wù)隊(duì)列

宏任務(wù)隊(duì)列現(xiàn)在有兩個(gè)任務(wù)待執(zhí)行，由于第二個(gè)setTimeout的延遲事件更小，則優(yōu)先執(zhí)行第二個(gè)；如果相等，則按照順序執(zhí)行。

繼續(xù)執(zhí)行宏任務(wù)隊(duì)列，直到清空隊(duì)列。

宏任務(wù)中創(chuàng)建微任務(wù)

    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 1');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 1');
        resolve();
      }).then(() => {
        console.log('promise then');
      })
    }, 500);
    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 2');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 2');
        resolve();
      })
    }, 0);

運(yùn)行結(jié)果

setTimeout 2
promise 2
setTimeout 1
promise 1
promise then

解析

js執(zhí)行代碼，遇到兩個(gè)setTimeout，將其添加到宏任務(wù)隊(duì)列，同步代碼執(zhí)行完畢

先檢查微任務(wù)隊(duì)列中是否有待處理的，剛開始肯定沒有，因此直接執(zhí)行宏任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)。第二個(gè)為零延遲，需要優(yōu)先執(zhí)行。遇到Promise，將其添加到微任務(wù)隊(duì)列。第一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行完畢

在執(zhí)行第二個(gè)宏任務(wù)時(shí)，微任務(wù)隊(duì)列中已經(jīng)存在待處理的，因此需要先執(zhí)行微任務(wù)。

微任務(wù)執(zhí)行完畢，并且延遲時(shí)間到期，第一個(gè)setTimeout開始執(zhí)行。遇到Promise，將其添加到微任務(wù)隊(duì)列中

執(zhí)行微任務(wù)隊(duì)列中的Promise，執(zhí)行完畢后遇到then，則將其繼續(xù)添加到微任務(wù)隊(duì)列

直到所有微任務(wù)執(zhí)行完畢

宏任務(wù)中創(chuàng)建宏任務(wù)

    setTimeout(() => {
      console.log('setTimeout 1');
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 2');
      }, 500);
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 3');
      }, 500);
      setTimeout(() => {
        console.log('setTimeout 4');
      }, 100);
    }, 0);

運(yùn)行結(jié)果

setTimeout 1
setTimeout 4
setTimeout 2
setTimeout 3

解析

宏任務(wù)中創(chuàng)建宏任務(wù)，執(zhí)行順序一般來說是按照先后順序的。對(duì)于setTImeout來說，延遲時(shí)間相同，則按照先后順序執(zhí)行；延遲時(shí)間不同，則按照延遲時(shí)間的大小先后順序執(zhí)行

微任務(wù)中創(chuàng)建微任務(wù)

    new Promise((resolve) => {
      console.log('promise 1');
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 2');
        resolve();
      });
      new Promise((resolve) => {
        console.log('promise 3');
        resolve();
      })
      resolve();
    })

運(yùn)行結(jié)果

promise 1
promise 2
promise 3

解析

微任務(wù)中創(chuàng)建微任務(wù)，執(zhí)行順序一般來說是按照先后順序執(zhí)行的。

總結(jié)

  • 同步代碼直接執(zhí)行，異步代碼添加到宏任務(wù)隊(duì)列或者微任務(wù)隊(duì)列
  • 微任務(wù)在下一輪DOM渲染前執(zhí)行，宏任務(wù)在下一輪DOM渲染之后執(zhí)行
  • 事件循環(huán)持續(xù)監(jiān)聽
  • 如果存在異步操作，需要將關(guān)聯(lián)代碼放在異步函數(shù)中執(zhí)行
  • 如果代碼層次比較復(fù)雜，同步、異步代碼混雜，一定要理清代碼的執(zhí)行順序。避免因?yàn)楫惒?，?dǎo)致代碼出現(xiàn)難以察覺的bug

到此這篇關(guān)于詳解JS事件循環(huán)及宏任務(wù)微任務(wù)的原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JS宏任務(wù) 微任務(wù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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