js基础-js执行机制

一、前序

关于js执行机制的内容，其实我早些时间也做过内容的分享，近期我是想着再对js的基础核心内容做一轮系统性的巩固和复习，所以本文相对于之前的文章会有部分细节点的更新，会让读者更加地系统理解这块的知识点，这里我也贴一下原先文章的地址（深入理解js执行机制）

我们知道页面的渲染，JS的执行，事件的循环，都是在浏览器内核中进行的，也就是浏览器渲染进程，所以今天要讨论的js的整个执行机制其实就是在浏览器内核中处理的，这些概念性的理解，如果有同学还不太清楚的，可以去看下我另外一篇文章（点我跳转）

二、 js执行机制相关的知识

1、关于javascript语言

javascript是一门单线程语言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但javascript是单线程这一核心仍未改变。所以一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的。

2、JS为什么是单线程的？

这主要和js的用途有关，js是作为浏览器的脚本语言，主要是实现用户与浏览器的交互，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。 举个例子：如果js被设计了多线程，如果有一个线程要修改一个dom元素，另一个线程要删除这个dom元素，此时浏览器就会一脸茫然，不知所措。所以，为了避免复杂性，从一诞生，JavaScript就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，将来也不会改变

3、JS为什么需要异步？

因为如果js中只有同步，不存在异步的话，任务只能自上而下执行，如果上一行解析时间很长,那么下面的代码就会被阻塞。对于用户而言,阻塞就意味着"卡死"，这样就导致了很差的用户体验

4、JS单线程又是如何实现异步的呢?

其实本质就是通过js的执行机制来实现的，js执行机制中最核心的就是事件循环（EventLoop）

三、javascript的同步和异步

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。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。

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，于是，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（这里说的主线程我的理解应该是JS引擎线程，）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、而进入由事件触发线程管理着的一个任务队列"（task queue），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（js引擎）执行。
1、同步和异步任务分别进入不同的执行"场所"，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。
2、当Event Table中指定的事情完成时，会将这个注册号的函数移入事件队列中（Event Queue）。
3、主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
4、我们不禁要问了，那怎么知道主线程执行栈为空啊？js引擎存在monitoring process进程，会持续不断的检查主线程执行栈是否为空，一旦为空，就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。

接下来我们来看一些demo：

Demo1：

console.log('哈哈');

setTimeout(function() {
    console.log(‘呵呵’);
},1000)

console.log(‘嘻嘻’);

代码解读：
执行结果：哈哈、嘻嘻、呵呵
同步任务，按照顺序一步一步执行
异步任务，放入事件队列中，等待同步任务执行结束，读取事件队列执行

是不是很简单，我们再来看个demo
Demo2：

console.log('张三');
setTimeout(function() {
    console.log('李四');
},1000)
setTimeout(function() {
    console.log('王五');
},0)
console.log('赵六');

现在再看看这个执行结果是什么？

代码解读：
猜测是：张三、赵六、李四、王五 但实际上是：张三、赵六、王五、李四
同步任务，按照顺序一步一步执行
异步任务，当读取到异步任务的时候，将异步任务放置到Event table（事件表格）
中，当满足某种条件或者说指定事情完成了（这里的是时间分别是达到了0ms和1000ms）当指定事件完成了才从Event table中注册到Event Queue（事件队列），当同步事件完成了，便从Event Queue中读取事件执行。（因为王五的事情先完成了，所以先从Event table中注册到Event Queue中，所以先执行的是王五而不是在前面的李四）

补充：
1、setTimeout事件的时间由谁控制的？这里要说明下，当调用setTimeout后，任务就被放到了Event table中，具体等多久才能被推入Event Queue（事件队列）这个时间不是由js引擎线程来控制的，而是由定时器线程控制（因为JS引擎自己都忙不过来，根本无暇分身）；
2、为什么要单独的定时器线程？因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确，因此很有必要单独开一个线程用来计时
3、什么时候会用到定时器线程？当使用setTimeout或setInterval时，它需要定时器线程计时，计时完成后就会将特定的事件推入事件队列中

如果，以上两问题都ok，说明同步异步问题已经掌握差不多了，再来看个demo
Demo3：

console.log(111);
setTimeout(function() {
    console.log(222)
},1000);
 
new Promise(function(resolve) {
    console.log(333);
    resolve();
}
).then(function() {
    console.log(444)
});
console.log(555);

代码解读：
以同步异步的方式来判断的结果应该是：111、311、555、222、444
但是事实上结果是：111、333、555、444、222
为什么是这样呢？因为以同步异步的方式来解释执行机制并不是很准确的，因为他只是区分了同步和异步，并没有对任务做更进一步的细化，比方说同样是异步，哪个应该执行呢？ 所以更加准确的方式是将js任务分为宏任务和微任务：

四、javascript的宏任务和微任务

刚提到了宏任务和微任务，那么哪些代码属于宏任务？哪些属于微任务呢？

宏任务：包括整体代码script，setTimeout，setInterval
微任务：Promise（then语句），async/await中await后面部分，process.nextTick

此时js执行机制如下：

1、开始执行js整体代码，也就是第一个宏任务，然后按从上往下的顺序依次执行下去，当遇到像刚才提到的setTimeout，setInterval这些任务时，判定为宏任务，就会暂时先将他们整体的代码先放到宏任务的【事件队列】中，如果期间遇到像Promise（then语句）process.nextTick等任务时,就将它们放到微任务的【事件队列】里；

2、当前第一个宏任务执行完成后（js代码从上往下执行过一边，同步代码被执行完了，宏任务和微任务都被放到了各自的事件队列中）,此时会查看微任务的【事件队列】,并将里面全部的微任务依次执行完。

3、此时算是第一轮事件循环结束了，然后如果宏任务【事件队列】中还存在宏任务的话，就会开始执行下一个宏任务，然后重复上述的1、2顺序，这也就是整个事件循环

了解完以上执行机制，我们再回过头来看刚才那个demo3的例子：

1. 首先执行整体js代码，开启了第一个宏任务的执行，执行到console.log(111)，他就直接输出打印了，接下来遇到setTimeout语句，判定为宏任务类型，于是就把setTimeout整体代码放入了宏任务事件队列中，还是接下去执行，遇到了new
   Promise代码，promise构造函数中的语句是同步立即执行的，所以此时输出打印333，然后遇到.then（）语句，判定为微任务，所以将其放入到了微任务事件队列中，然后又遇到console语句，还是直接执行输出555，执行到这算是第一个宏任务执行完毕了
2. 此时会去微任务事件队列中寻找，是否有事件要执行的？发现有一个Promise.then的语句，所以此时会输出打印444，执行完这步后，第一轮事件循环结束了
3. 此时会去宏任务事件队列中看是否还存在其他宏任务，有一个setTimeout事件，所以此时输出打印222，所以最终的执行顺序就是：111、333、555、444、222

五、事件循环(EventLoop)

先执行执行栈中的所有任务，当执行栈为空时，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），Event Loop也可以说就是javascript的执行机制

六、关于宏、微任务的常见面试题

我们来看下这道面试题

async  function  async1 ()  {
    console.log('async1 start');
    await  async2();
    console.log('async1 end')
}
async  function  async2 ()  {
    console.log('async2')
}
console.log('script start');
setTimeout(function ()  {
    console.log('setTimeout')
},  0);
async1();
new  Promise(function (resolve)  {
    console.log('promise1');
    resolve()
}).then(function ()  {
    console.log('promise2')
});
console.log('script end')

代码解读：
1、首先整个js代码开始执行，开始了第一个宏任务，遇到async 修饰的函数，因为是函数创建，所以不会执行函数内部的代码，所以首先输出script start ，然后遇到setTimeOut代码，将其放入宏任务事件队列中，然后执行到async1（）代码时，开始执行async1函数，所以输出了async1 start以及async2函数中的async2，然后执行完await右边的代码后，await下面的代码会被放入微任务事件队列中，此时并不会立即执行，所以继续执行
Promise这块构造器中的同步代码，输出打印promise1，promise1.then中的代码也会被放入微任务队列中，此时继续执行输出script end，执行到这，第一个宏任务执行完了
2、然后会去微任务事件队列中看是否有要执行的微任务，发现有，会按被放入的顺序依次执行，所以此时输出async1 end 和promise2，当执行完所有微任务后，第一轮事件循环结束了
3、此时会去宏任务事件队列中寻找是否有要执行的宏任务，有，就执行下一个宏任务，开启了事件循环的第二轮循环，所以此时输出setTimeout
4、所以最终这段代码的执行顺序是：script start、async1 start、async2、promise1、script end、async1 end 、promise2、setTimeout

标签：console,log,js,任务,机制,执行,事件队列
来源： https://blog.csdn.net/Ronychen/article/details/122251029