说一下JavaScript的执行机制_简述javascript的执行原理-优快云博客

本文详细介绍了JavaScript的执行机制，包括单线程的由来、任务队列的概念以及宏任务和微任务的区分。通过事件循环(Event Loop)的四个步骤解释了代码如何按顺序执行，强调同步任务和异步任务的处理方式，并通过实例分析了任务队列的执行顺序。最后，作者指出理解JavaScript的异步和事件循环对于深入学习JavaScript至关重要。

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一、为什么JavaScript采用单线程

JavaScript语言的一大特点就是单线程，也就是说，同一个时间只能做一件事。那么，为什么JavaScript不能有多个线程呢？这样能提高效率啊。

JavaScript的单线程，与它的用途有关。作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，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。比如，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

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。

二、任务队列

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”任务队列”（task queue）的任务，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执行。

三、JavaScript具体的执行机制。

第一个知识点：浏览器在执行任务的时候，将任务分为了两大类——同步任务和异步任务，针对不同的任务类型对其进行不同的操作。

简单来说以上的流程分为四步：

1.将进入执行栈的任务分为两大类，同步任务放入主线程中，异步任务放到Event Table中，并注册函数。

2.当任务完成时，Event Table将这个函数移入Event Queue。

3.主线程上的任务为空，就会去Event Queue中读取函数，进入主线程执行。（）

4.上述过程不断重复，也就是我们常说的Event loop（事件循环）。

通过这个图片我们也可以更深入的了解一下js的执行机制。简单来说就是js一直在从任务队列中提取任务，放到主程序中执行。

1.所有的同步任务都在主程序中执行，形成一个执行栈（execution context stack）。

2.主程序之外，还有一个任务队列（task queue），只要异步任务有了执行结果，就在任务队列之中放置一个事件。

3.一旦执行栈中的全部同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列，看看其中有哪些事件。于是那些已经完成的异步任务结束等待，进入执行栈，开始执行。

4.主线程不断重复上面的三步。

第二个知识点：异步任务分为两种——宏任务和微任务。我们可以通过下面这张图来理解什么是宏任务和微任务。

说明：

1.同一次任务循环中，异步任务中的宏任务总是在微任务执行之后执行。

2.宏任务macrotask：

（事件队列中的每一个事件都是一个macrotask）

优先级：主代码块 > setImmediate > MessageChannel > setTimeout / setInterval

比如：setImmediate指定的回调函数，总是排在setTimeout前面

3.微任务包括：

优先级：process.nextTick > Promise > MutationObserver

总结

在执行栈执行任务时，首先将要执行的任务分为两种——同步任务和异步任务。同步任务直接执行，异步任务放到任务队列中。

宏微只是决定异步完成后的回调函数放在不同的地方。一次事件循环,从宏任务开始：宏取一个,微取完；再取一个宏任务，微取完。循环往复，直到所有异步任务执行完。

同步任务一般就是正常的流程代码，计算取值赋值拼接之类的，异步任务的话　像I/O, 网络请求, 计时器，Promise之类的

说了这么多，我们用实战的代码巩固一下记忆。

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')
    })
})

第一轮事件循环流程分析如下：

整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。
遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。
遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。
又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为setTimeout2。

宏任务Event Queue微任务Event QueuesetTimeout1process1setTimeout2then1

Event Queue挂起的任务
宏任务Event Queue	微任务Event Queue
setTimeout1	process1
setTimeout2	then1

上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。
我们发现了process1和then1两个微任务。
执行process1,输出6。
执行then1，输出8。

好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮事件循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise立即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。
执行完setTimeout1后的情况
宏任务Event Queue 微任务Event Queue
setTimeout2 process2
then2
第二轮事件循环宏任务结束，我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。
输出3。
输出5。
第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。
第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。
直接输出9。
将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。
直接执行new Promise，输出11。
将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。
setTimeout2执行完毕之后还有两个微任务
宏任务Event Queue 微任务Event Queue
process3

then3
第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。
输出10。
输出12。
第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12。
整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。
(请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同，输出顺序可能会有误差)

写在最后

(1)js的异步

我们从最开头就说javascript是一门单线程语言，不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步，其实都是用同步的方法去模拟的，牢牢把握住单线程这点非常重要。

(2)事件循环Event Loop

事件循环是js实现异步的一种方法，也是js的执行机制。

(3)javascript的执行和运行

执行和运行有很大的区别，javascript在不同的环境下，比如node，浏览器，Ringo等等，执行方式是不同的。而运行大多指javascript解析引擎，是统一的。

(4)setImmediate

微任务和宏任务还有很多种类，比如setImmediate等等，执行都是有共同点的，有兴趣的同学可以自行了解。

(5)最后的最后