JS的事件循环(Event Loop)以及宏任务和微任务

嘤嘤怪呆呆狗

已于 2025-04-18 11:08:43 修改

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分类专栏： js 文章标签： javascript 开发语言 ecmascript

于 2025-04-01 16:25:10 首次发布

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文章目录

1. 浏览器的进程
2. 渲染主线程
3 事件循环
4. 异步
- 4.1 阻塞的例子
5. 消息队列的优先级
6. 实际练习
- 6.1 第一个
7. 其他
参考链接

1. 浏览器的进程

首先我们要知道，浏览器是多进程多线程的应用程序

在这里插入图片描述

一个浏览器的主要进程包括三个，分别是以下三个

浏览器进程
网络进程
渲染进程

其实还有其他的进程，比如：GPU 进程、插件进程等

具体的职责

1.1 浏览器进程

职责

管理浏览器窗口和标签页
处理用户界面（如地址栏、书签、前进/后退按钮
协调其他进程的工作。

注意：每个浏览器实例，只有一个主进程

1.2 网络进程

就是处理所有的网络请求的，比如 HTTP、HTTPS、WebSocket

1.3 渲染进程

渲染进程启动后，会开启一个渲染主线程，主要负责执行html、css、js代码。
一般来说，每个标签页，会有一个独立的渲染进程，但目前有的为了浏览器性能优化，可能会存在同一个站点共用一个渲染进程

2. 渲染主线程

在这里插入图片描述

渲染主线要处理好多东西

解析 HTML：将 HTML 文档解析为 DOM（Document Object Model）树
解析 CSS：将 CSS 文件解析为 CSSOM（CSS Object Model）树
构建渲染树（Render Tree）：将 DOM 树和 CSSOM 树结合，生成渲染树
布局（Layout）：计算渲染树中每个节点的几何信息（如位置、大小）
执行JS脚本
处理事件
处理网络请求
等等

3 事件循环

在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无限循环
每一次循环会检查消息队列中是否有任务存在。如果有，就取出第一个任务执行，执行完一个后进入下一次循环；如果没有，则进入休眠状态。
其他所有线程（包括其他进程的线程）可以随时向消息队列添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时，如果主线程是休眠状态，则会将其唤醒以继续循环拿取任务

这样一来，就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。

整个过程，被称之为事件循环（消息循环）

如何解释事件循环呢?
完整点的解释就是i下面这样
事件循环又叫做消息循环，是浏览器渲染主线程的工作方式
在 Chrome 的源码中，它开启一个不会结束的 for 循环，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要在合适的时候将任务加入到队列末尾即可。
过去把消息队列简单分为宏队列和微队列，这种说法目前已无法满足复杂的浏览器环境，取而代之的是一种更加灵活多变的处理方式。
根据 W3C官方的解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同一个队列，不同的任务可以属于不同的队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，由浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列，微队列的任务一定具有最高的优先级，必须优先调度执行。

4. 异步

浏览器在执行我们写的代码的时候，难免会遇到一些无法立即处理的代码，比如

计时完成后需要执行的任务 —— setTimeout、setInterval
网络通信完成后需要执行的任务 – XHR、Fetch
用户操作后需要执行的任务 – addEventListener

如果让渲染主线程一直等着这些任务执行或者到达执行时机，那渲染主线程就是长期处于 阻塞了，就是浏览器上就卡死了。所以JS 引用了异步这个概念来处理这些问题

JS 引入异步编程的原因是为了解决单线程模型的局限性，避免阻塞主线程，提高程序的性能和用户体验。通过事件循环、回调函数、Promise 和 Async/Await 等机制，JavaScript 能够高效地处理异步任务

这样的话，就可以让渲染主线程不阻塞(如若写个死循环还是会阻塞)

如何解释 JS 的异步呢
js是一门单线程语言，这是因为它运行在浏览器的渲染主线程里面，而渲染主线程只有一个，而渲染主线程承担着诸多的工作，渲染界面、执行JS 都在其中运行
如果使用同步的方式，就极有可能导致主线程产生阻塞，从而导致消息队列中的很多其他任务无法得到执行，这样一来一方面会导致繁忙的主线程白白的消耗时间，另一方面导致界面无法及时更新，给用户造成卡死现象
所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法是当某些任务发生时，比如计时器、网络、事件监听，主线程将任务交给其他线程去处理，自身立即结束任务的执行，转而执行后续代码。当其他线程完成时，将事先传递的回调函数包装成任务，加入到消息队列的末尾排队，等待主线程调度执行。
这种模式下浏览器用不阻塞，从而最下限度的保证了单线程的流畅运行

4.1 阻塞的例子

在这里插入图片描述

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
</head>

<body>
  <h2>测试按钮</h2>
  <script>
    let heEL = document.querySelector('h2')
    heEL.addEventListener('click', function () {
      heEL.innerText = '你点击了'

      var strat = Date.now()
      while (Date.now() - strat < 3000) { }
    })

    //  结果是，会先等待三秒，然后再更改文字
    // 在 JavaScript 中，事件处理程序的更改会在下一次重新渲染之前应用。因为浏览器是单线程的，所以当 JavaScript 执行时，它会阻塞其他任务（例如重新渲染页面）。
    // 在你的代码中，当点击事件触发时，你先将 < h2 > 元素的文本更改为 '你点击了'。然后，你进入一个 while 循环，并且该循环会一直运行 3 秒钟。由于 JavaScript 是单线程的，这个循环会阻塞其他任务（例如页面的重新渲染），因此页面上的更改将无法立即显示。

    // 当循环结束后，JavaScript 引擎才能够继续执行其他任务，其中包括重新渲染页面。在重新渲染之后，你的代码才会生效，将 < h2 > 元素的文本更改为 '你点击了'。
  </script>
</body>

</html>

可以看上面的GIF 就会发现，点击按钮后，是等待了三秒后，界面上才渲染为你点击了，按照正常来说应该是点击后立即更新。

DOM 更新是同步了，执行到heEL.innerText = '你点击了' 会立即更新 DOM 树。
但是界面的渲染是要等主线程空闲时才会进行，这个循环会阻塞三秒，所以界面不会立即显示更新后的内容

在这里插入图片描述

从这个图也可以看到，这个绘制，这一步操作，是在点击事件执行完以后的

heEL.innerText = ‘你点击了’; 的具体流程

DOM 更新：JavaScript 更新 < h2 > 元素的文本内容。
样式计算：浏览器重新计算 < h2> 元素的样式。
布局：如果文本内容的变化影响了布局，浏览器会重新计算布局。
绘制：浏览器将更新后的内容绘制到屏幕上。
合成：如果有多个图层，浏览器会将它们合并为最终的图像。
显示：最终图像显示在屏幕上。

5. 消息队列的优先级

在这里插入图片描述

任务没有优先级，在消息队列中先进先出 ,但消息队列是有优先级的
根据 W3C 的最新解释:

每个任务都有一个任务类型，同一个类型的任务必须在一个队列，不同类型的任务可以分属于不同的队列。
在一次事件循环中，浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。
浏览器必须准备好一个微队列，微队列中的任务优先所有其他任务执行

https://html.spec.whatwg.org/multipage/webappapis.html#perform-a-microtask-checkpoint

随着浏览器的复杂度急剧提升，W3C 不再使用宏队列的说法

在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列：

延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级「中」
交互队列：用于存放用户操作后产生的事件处理任务，优先级「高」
微队列：用户存放需要最快执行的任务，优先级「最高」

6. 实际练习

6.1 第一个

渲染主线程开始执行代码，首先会输出 1
发现定时器，放入延时队列
输出 3
发现 Promise (new Promise 是同步代码)，发现第一个then 放入微队列，然后还有一个 then 也放入进去，等待渲染主线程先执行完毕
输出 6
这个时候主线程执行完毕，就要看微队列，有没有东西，如若发现有就执行，这个时候就会先输出 5，然后输出 6