同步任务,异步任务(微任务/宏任务)

本文详细解析了JavaScript中的同步任务和异步任务,包括宏任务和微任务的执行流程。通过实例分析了Event Loop的工作原理,并展示了同步与异步任务的执行顺序,帮助理解JavaScript的执行上下文和任务队列。

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JavaScript 是一门单线程执行的编程语言。也就是说,同一时间只能做一件事情。如果前一个任务非常耗时,则后续的任务就不得不一直等待,从而导致程序假死的问题。所以为了防止某个耗时任务导致程序假死的问题,JavaScript 把待执行的任务分为了两类:
①同步任务(synchronous)
又叫做非耗时任务,指的是在主线程上排队执行的那些任务
只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务
②异步任务(asynchronous)
又叫做耗时任务,异步任务由JavaScript 委托给宿主环境进行执行
当异步任务执行完成后,会通知JavaScript 主线程执行异步任务的回调函数
在这里插入图片描述
同步任务和异步任务的执行过程:
①同步任务由JavaScript 主线程次序执行
②异步任务委托给宿主环境执行
③已完成的异步任务对应的回调函数,会被加入到任务队列中等待执行
④JavaScript 主线程的执行栈被清空后,会读取任务队列中的回调函数,次序执行
⑤JavaScript 主线程不断重复上面的第4 步

JavaScript 主线程从“任务队列”中读取异步任务的回调函数,放到执行栈中依次执行。这个过程是循环不断的,所以整个的这种运行机制又称为EventLoop(事件循环)。

异步任务分为宏任务和微任务
微任务:
一个需要异步执行的函数,执行时机是在主函数执行结束之后、当前宏任务结束之前

常见的微任务有:

  • Promise.then
  • MutaionObserver
  • Object.observe(已废弃;Proxy 对象替代)
  • process.nextTick(Node.js)

宏任务:
宏任务的时间粒度比较大,执行的时间间隔是不能精确控制的,对一些高实时性的需求就不太符合

常见的宏任务有:

  • script (可以理解为外层同步代码)
  • setTimeout/setInterval
  • UI rendering/UI事件
  • postMessage、MessageChannel
  • setImmediate、I/O(Node.js)

按照这个流程,它的执行机制是:
执行一个宏任务,如果遇到微任务就将它放到微任务的事件队列中
当前宏任务执行完成后,会查看微任务的事件队列,然后将里面的所有微任务依次执行完

题目1:

console.log(1)
setTimeout(()=>{
    console.log(2)
}, 0)
new Promise((resolve, reject)=>{
    console.log('new Promise')
    resolve()
}).then(()=>{
    console.log('then')
})
console.log(3)

输出是 1=>‘new Promise’=>3=>then=>2

分析:

  • console.log(1) ,同步任务,主线程中执行
  • setTimeout() ,异步任务(遇到定时器,属于新的宏任务,留着后面执行
  • new Promise ,同步任务,主线程直接执行)
  • .then ,异步任务(属于微任务,放入微任务队列,后面再执行) console.log(3),同步任务,主线程执行
  • 本轮宏任务执行完毕,现在去微任务列表查看是否有微任务,发现 .then 的回调,执行它,打印 ‘then’
  • 当一次宏任务执行完,再去执行新的宏任务,这里就剩一个定时器的宏任务了,执行它,打印 2

题目2

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')
})
async1()
new Promise(function (resolve) {
    console.log('promise1')
    resolve()
}).then(function () {
    console.log('promise2')
})
console.log('script end')

输出: script start、async1 start、async2、promise1、script end、async1 end、promise2、settimeout

分析:

  1. 执行整段代码,遇到 console.log(‘script start’) 直接打印结果,输出 script start
  2. 遇到定时器了,它是宏任务,先放着不执行
  3. 遇到 async1(),执行 async1 函数,先打印 async1 start,下面遇到await怎么办?先执行 async2,打印
    async2,然后阻塞下面代码(即加入微任务列表),跳出去执行同步代码
  4. 跳到 new Promise 这里,直接执行,打印 promise1,下面遇到 .then(),它是微任务,放到微任务列表等待执行
  5. 最后一行直接打印 script end,现在同步代码执行完了,开始执行微任务,即 await 下面的代码,打印 async1 end
  6. 继续执行下一个微任务,即执行 then 的回调,打印 promise2
  7. 上一个宏任务所有事都做完了,开始下一个宏任务,就是定时器,打印 settimeout

题目3

console.log('1');    

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})

process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})

new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})

输出:1 7 6 8 2 4 3 5 9 11 10 12

  1. 先执行1 输出1
  2. 执行到2,把setTimeout放入异步的任务队列中(宏任务) 执行到
  3. 把process.nextTick放入异步任务队列中(微任务)
  4. 执行到4,上面提到promise里面是同步任务,所以输出7,再将then放入异步任务队列中(微任务)
  5. 执行到5,同2
  6. 上面的同步任务全部完成,开始进行异步任务
  7. 先执行微任务,发现里面有两个微任务,分别是3,4压入的,所以输出6 8
  8. 再执行一个宏任务,也就是第一个setTimeout
  9. 先输出2,把process.nextTick放入微任务中,再如上promise先输出4,再将then放入微任务中
  10. 再执行所以微任务输出输出3 5
  11. 同样的,再执行一个宏任务setTImeout2,输出9 11 在执行微任务输出10 12
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