浏览器事件循环机制

最新推荐文章于 2025-04-16 17:55:46 发布

原创最新推荐文章于 2025-04-16 17:55:46 发布 · 78 阅读

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本文详细探讨了JavaScript为何采用单线程设计，分析了异步处理的必要性，并深入讲解了事件循环机制如何使单线程环境下实现异步操作。通过实例解析，帮助读者理解宏任务、微任务的区别及执行顺序。

原文地址

灵魂三问

JavaScript 为什么是单线程的？JavaScript 为什么需要异步？JavaScript 单线程又是如何实现异步的？

1.JavaScript 为什么是单线程的?

现在有 2 个线程 process1 process2，假设 JavaScript 是多线程的，所以他们可以对同一个 dom 同时进行操作。process1 删除了该 dom，而 process2 编辑了该 dom，同时下达 2 个矛盾的命令，浏览器究竟该如何执行呢？这样想，JavaScript 为什么被设计成单线程应该就容易理解了吧。

2.JavaScript 为什么需要异步?

如果 JavaScript 中不存在异步，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，所以 JavaScript 中存在异步执行。

3.JavaScript 单线程又是如何实现异步的呢?

是通过事件循环来实现的

为了利用多核 CPU 的计算能力，HTML5 提出 Web Worker 标准，允许 JavaScript 脚本创建多个线程，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作 DOM。所以，这个新标准并没有改变 JavaScript 单线程的本质。

为什么说 JavaScript 是“非阻塞”的语言？非阻塞即：“程序不会因为某个任务而停下来”

console.log("程序时间：" + new Date().getTime())

setTimeout(function () {
     console.log("暂停一秒：" + new Date().getTime())
}, 1000)

console.log('这是暂停一秒之后的时间：' + new Date().getTime())

简单来，如果上图的 setTimeout 换成 C++ 的 sleep(1000) 之类的，那么 C++ 是会确实地“睡眠”那么段时间的，而 JS 不会。如果我就是想实现这个功能呢？可以利用 Promise 实现：

async function test () {
  console.log('start')
  await sleep(3000)
  console.log('3s has passed')
}

function sleep (ms) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve()
    }, ms)
  })
}

任务队列

当遇到一个异步事件后，JavaScript 引擎并不会一直等待异步事件返回结果，而是会将这个事件挂在与执行栈不同的队列中，我们称之为任务队列。
这些任务又被细分为宏任务和微任务

宏任务(macrotask)：script(全局任务)，setTimeout ，setInterval ，setImmediate (node.js 独有)，I/O(磁盘读写或网络通信) ，UI rendering(UI交互事件)
微任务(microtask)：process.nextTick (node.js 独有), Promise.then, Object.observer(已废弃), MutationObserver

事件循环(event loop)

这里首先要明确一点：浏览器是一个进程，其有多个线程(具体见 Broswer 章节)
一般情况下, 浏览器有如下五个线程:

GUI 渲染线程
JavaScript 引擎线程
浏览器事件触发线程
定时器触发线程
异步 HTTP 请求线程

GUI 渲染线程和 JavaScript 引擎线程是互斥的，其他线程相互之间都是可以并行执行的。
浏览器中，JavaScript 引擎循环地从任务队列中读取任务并执行，这种运行机制就叫做事件循环。

在这里插入图片描述

更准确地说，事件循环是按下面几个步骤执行的：

执行同步代码，这属于宏任务(初始时的同步代码就是 script 整体代码)
执行栈为空，查询是否有微任务 (microtask) 需要执行
执行所有微任务
必要的话渲染 UI
然后开始下一轮 Event loop，执行宏任务中的异步代码

例题

setTimeout(function () {
  console.log(1)
}, 0)

Promise.resolve(function () {
  console.log(2)
})

new Promise(function (resolve) {
  console.log(3)
})

console.log(4)

// 上述代码的输出结果是什么？？？

正确答案是-------------------> 3 4 1
解释如下：

// 遇到 setTimeout 将 setTimeout 回调放入宏任务队列中
setTimeout(function () {
  console.log(1)
}, 0)

// 遇到了 promise，但是并没有 then 方法回调 
// 所以这句代码会在执行过程中进入我们当前的执行上下文 紧接着就出栈了
Promise.resolve(function () {
  console.log(2)
})

// 遇到了一个 new Promise，Promise 有一个原则就是在初始化 Promise 的时候Promise 内部的构造器函数会立即执行，
// 因此在这里会立即输出一个 3，所以这个 3 是第一个输出的
new Promise(function (resolve) {
  console.log(3)
})
// 然后第二个输出 4  当代码执行完毕后回去微任务队列查找有没有任务，
// 发现微任务队列是空的，那么就去宏仁务队列中查找，发现有一个我们刚刚放进去的setTimeout 回调函数，
// 那么就取出这个任务进行执行，所以紧接着输出1
console.log(4)

太简单了？来看看这题：

console.log('begin'); // 1.begin
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout 1'); // 3.setTimeout 1
    Promise.resolve() // Promise.resolve().then ：直接把 then 回调放入微任务队列
        .then(() => {
            console.log('promise 1'); // 5.promise 1
            setTimeout(() => {
                console.log('setTimeout2'); // 8. setTimeout2
            });
        })
        .then(() => {
            console.log('promise 2'); // 7. promise 2  注意7比8要快，then 方法返回一个新的 Promise 对象
        });
    new Promise(resolve => {
        console.log('a'); // 4. a
        resolve();
    }).then(() => {
        console.log('b'); // 6. b
    });
}, 0);
console.log('end'); // 2.end