作者： 卡特
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前言前一段小编也详细讲过关于JavaScript 的运行机制：「硬核JS」一次搞懂JS运行机制，纯文字化的理论，对于初学者来说很难去理解它。这次小编一起重温并且图形化 案例细说。
1. 单线程的JavaScriptjs是单线程的，基于事件循环，非阻塞IO的。特点： 处理I／O型的应用，不适合CPU运算密集型的应用。说明： 事件循环中使用一个事件队列，在每个时间点上，系统只会处理一个事件，即使电脑有多个CPU核心，也无法同时并行的处理多个事件。因此，node.js在I／O型的应用中，给每一个输入输出定义一个回调函数，node.js会自动将其加入到事件轮询的处理队列里，当I／O操作完成后，这个回调函数会被触发，系统会继续处理其他的请求。
- 然而单线程不应该是自上而下按照顺序执行的吗？
- 下面的代码输出顺序就被打乱了
function fn(){ console.log('start'); setTimeout(()=>{ console.log('setTimeout'); },0); console.log('end'); } fn() // 输出 start end setTimeout
2. JavaScript中的同步异步js的同步异步是如何实现的?js中包含诸多创建异步的函数如:seTimeout，setInterval，dom事件，ajax，Promise，process.nextTick等函数
- 因为单线程，所以代码自上而下执行，所有代码被放到执行栈中执行；
- 遇到异步函数将回调函数添加到一个任务队列里面；
- 当执行栈中的代码执行完以后，会去循环任务队列里的函数;
- 将任务队列里的函数放到执行栈中执行;
- 如此往复，称为事件循环;
- 这样分析，上一段的代码就得到了合理的解释；
- 再来看一下这段代码；
3. 宏任务和微任务
function fn() { setTimeout(()=>{ console.log('a'); },0); new Promise((resolve)=>{ console.log('b'); resolve(); }).then(()=>{ console.log('c') }); } fn() // b c a两任务在同步异步中处于什么地位？两个任务分别处于任务队列中的宏队列与微队列中;宏队列与微队列组成了任务队列;任务队列将任务放入执行栈中执行
宏任务：宏队列，macrotask，也叫tasks。异步任务的回调会依次进入macro task queue，等待后续被调用，这些异步任务包括：
微任务：
- setTimeout
- setInterval
- setImmediate (Node独有)
- requestAnimationFrame (浏览器独有)
- I/O
- UI rendering (浏览器独有)
微队列，microtask，也叫jobs。异步任务的回调会依次进入micro task queue，等待后续被调用，这些异步任务包括：
- process.nextTick (Node独有)
- Promise
- Object.observe
- MutationObserver
执行全局Script同步代码，这些同步代码有一些是同步语句，有一些是异步语句（比如setTimeout等）；
全局Script代码执行完毕后，执行栈Stack会清空；
从微队列中取出位于队首的回调任务，放入执行栈Stack中执行，执行完后微队列长度减1；
继续循环取出位于微队列的任务，放入执行栈Stack中执行，以此类推，直到直到把微任务执行完毕。注意，如果在执行微任务的过程中，又产生了微任务，那么会加入到微队列的末尾，也会在这个周期被调用执行；
微队列中的所有微任务都执行完毕，此时微队列为空队列，执行栈Stack也为空；
取出宏队列中的任务，放入执行栈Stack中执行；
执行完毕后，执行栈Stack为空；
重复第3-7个步骤；
以上才是一个完整的事件循环
- 来一个稍微复杂点的代码
function fn(){ console.log(1); setTimeout(() => { console.log(2); Promise.resolve().then(() => { console.log(3); }); },0); new Promise((resolve, reject) => { console.log(4); resolve(5); }).then(data => { console.log(data); }); setTimeout(() => { console.log(6); },0); console.log(7); } fn(); //流程重现
- 执行函数同步语句；
- step1console.log(1);执行栈：[ console ]宏任务：[]微任务：[]打印结果：1
- step2setTimeout(() => {// 这个回调函数叫做callback1，setTimeout属于宏任务，所以放到宏队列中console.log(2);Promise.resolve().then(() => {console.log(3)});});执行栈：[ setTimeout ]宏任务：[ callback1 ]微任务：[]打印结果：1
- step3new Promise((resolve, reject) => {// 注意，这里是同步执行的console.log(4);resolve(5)}).then((data) => {// 这个回调函数叫做callback2，promise属于微任务，所以放到微队列中console.log(data);});执行栈：[ promise ]宏任务：[ callback1 ]微任务：[ callback2 ]打印结果：14
- step4setTimeout(() => {// 这个回调函数叫做callback3，setTimeout属于宏任务，所以放到宏队列中console.log(6);})执行栈：[ setTimeout ]宏任务：[ callback1 , callback3 ]微任务：[ callback2 ]打印结果：14
- step5console.log(7)执行栈：[ console ]宏任务：[ callback1 , callback3 ]微任务：[ callback2 ]打印结果：147
- 同步语句执行完毕，从微队列中依次取出任务执行，直到微队列为空
- step6console.log(data) // 这里data是Promise的成功参数为5执行栈：[ callback2 ]宏任务：[ callback1 , callback3 ]微任务：[]打印结果：1475
- 这里微队列中只有一个任务，执行完后开始从宏队列中取任务执行
- step7console.log(2);执行栈：[ callback1 ]宏任务：[ callback3 ]微任务：[]打印结果：14752但是执行callback1的时候遇到另一个Promise,Promise异步执行完毕以后在微队列中又注册了一个callback4函数
- step8Promise.resolve().then(() => {// 这个回调函数叫做callback4，promise属于微任务，所以放到微队列中console.log(3);});执行栈：[ Promise ]宏任务：[ callback3 ]微任务：[ callback4 ]打印结果：14752
- 取出一个宏任务macrotask执行完毕，然后再去微任务队列microtask queue中依次取出执行
- step9console.log(3)执行栈：[ callback4 ]宏任务：[ callback3 ]微任务：[]打印结果：147523
- 微队列全部执行完，再去宏队列中取第一个任务执行
- step10console.log(3)执行栈：[ callback3 ]宏任务：[]微任务：[]打印结果：1475236
- 以上全部执行完毕，执行栈，宏队列，微队列均为空执行栈：[]宏任务：[]微任务：[]打印结果：1475236
- 再来一段复杂代码
4. NodeJS中的事件循环
function fn(){ console.log(1); setTimeout(() => { console.log(2); Promise.resolve().then(() => { console.log(3) }); }); new Promise((resolve, reject) => { console.log(4) resolve(5) }).then((data) => { console.log(data); Promise.resolve().then(() => { console.log(6) }).then(() => { console.log(7) setTimeout(() => { console.log(8) }, 0); }); }) setTimeout(() => { console.log(9); }) console.log(10); } fn();NodeJS中的宏任务和微任务
NodeJS的Event Loop中，执行宏队列的回调任务有6个阶段，如下图：
各个阶段执行的任务如下：
NodeJS的宏队列：
- timers阶段：这个阶段执行setTimeout和setInterval预定的callback
- I/O callback阶段：执行除了close事件的callbacks、被timers设定的callbacks、setImmediate()设定的callbacks这些之外的callbacks idle, prepare阶段：仅node内部使用
- poll阶段：获取新的I/O事件，适当的条件下node将阻塞在这里
- check阶段：执行setImmediate()设定的callbacks
- close callbacks阶段：执行socket.on('close', ....)这些callbacks
- Timers Queue
- IO Callbacks Queue
- Check Queue
- Close Callbacks Queue
这4个都属于宏队列，但是在浏览器中，可以认为只有一个宏队列，所有的宏任务都会被加到这一个宏队列中，但是在NodeJS中，不同的宏任务会被放置在不同的宏队列中
NodeJS的微队列：
- Next Tick Queue：是放置process.nextTick(callback)的回调任务的
- Other Micro Queue：放置其他微任务，比如Promise等
在浏览器中，也可以认为只有一个微队列，所有的微任务都会被加到这一个微队列中，但是在NodeJS中，不同的微任务会被放置在不同的微队列中
NodeJS中的事件循环过程
- 执行全局的同步代码；
- 执行微任务先执行next tick queue所有任务，再执行other micro tasks queue中的所有任务；
- 开始执行宏任务，共6个阶段，从第1个阶段开始执行相应每一个阶段宏队列中的所有任务，注意，这里是所有每个阶段宏任务队列的所有任务，在浏览器的Event Loop中是只取宏队列的第一个任务出来执行，每一个阶段的宏任务执行完毕后，开始执行微任务，回到步骤2；
Timers Queue -> 步骤2 ->I/O Queue -> 步骤2 ->Check Queue -> 步骤2 ->Close Callback Queue -> 步骤2 ->Timers Queue
- 再看两张图
- 代码又来了
function fn(){ console.log('start'); setTimeout(() => { // callback1 console.log(111); setTimeout(() => { // callback2 console.log(222); }, 0); setImmediate(() => { // callback3 console.log(333); }); process.nextTick(() => { // callback4 console.log(444); }); }, 0); setImmediate(() => { // callback5 console.log(555); process.nextTick(() => { // callback6 console.log(666); }); }); setTimeout(() => { // callback7 console.log(777); process.nextTick(() => { // callback8 console.log(888); }); }, 0); process.nextTick(() => { // callback9 console.log(999); }); console.log('end'); } fn(); // before version 11.0.0 start end 999 111 777 444 888 555 333 666 222 // after version 11.0.0 start end 999 111 444 777 888 555 666 333 222PS：版本不同导致运行结果不同
总结：练习：
- 浏览器的Event Loop和NodeJS的Event Loop是不同的，实现机制也不一样，不要混为一谈。
- NodeJS可以理解成有4个宏任务队列和2个微任务队列，但是执行宏任务时有6个阶段。先执行全局Script代码，执行完同步代码调用栈清空后，先从微任务队列Next Tick Queue中依次取出所有的任务放入调用栈中执行，再从微任务队列Other Microtask Queue中依次取出所有的任务放入调用栈中执行。然后开始宏任务的6个阶段，每个阶段都将该宏任务队列中的所有任务都取出来执行（注意，这里和浏览器不一样，浏览器只取一个），每个宏任务阶段执行完毕后，开始执行微任务，再开始执行下一阶段宏任务，以此构成事件循环。
- MacroTask包括：setTimeout、setInterval、 setImmediate(Node)、requestAnimation(浏览器)、IO、UI rendering。
- Microtask包括：process.nextTick(Node)、Promise、Object.observe、MutationObserver。
- v11以前 是上面说的那样；v11以后将Node环境的事件循环和浏览器的统一了。
- process.nextTick 上限是1000？
- 写一个休眠函数 达到阻塞目的
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- 宏任务执行顺序；
- 微任务执行顺序；
- 宏任务微任务结合执行顺序；
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