摘要：如果對語法分析和預(yù)編譯，還有疑問引擎執(zhí)行的過程的理解語法分析和預(yù)編譯階段。參與執(zhí)行過程的線程分別是引擎線程也稱為內(nèi)核，負(fù)責(zé)解析執(zhí)行腳本程序的主線程例如引擎。以上便是引擎執(zhí)行宏任務(wù)的整個過程。

js引擎執(zhí)行過程主要分為三個階段，分別是語法分析，預(yù)編譯和執(zhí)行階段，上篇文章我們介紹了語法分析和預(yù)編譯階段，那么我們先做個簡單概括，如下：

1、語法分析： 分別對加載完成的代碼塊進(jìn)行語法檢驗(yàn)，語法正確則進(jìn)入預(yù)編譯階段；不正確則停止該代碼塊的執(zhí)行，查找下一個代碼塊并進(jìn)行加載，加載完成再次進(jìn)入該代碼塊的語法分析階段。

2、預(yù)編譯：通過語法分析階段后，進(jìn)入預(yù)編譯階段，則創(chuàng)建變量對象（創(chuàng)建arguments對象（函數(shù)運(yùn)行環(huán)境下），函數(shù)聲明提前解析，變量聲明提升），確定作用域鏈以及this指向。

如果對語法分析和預(yù)編譯，還有疑問：javascript引擎執(zhí)行的過程的理解--語法分析和預(yù)編譯階段。

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本文主要分析js引擎執(zhí)行的第三個階段–執(zhí)行階段，在分析之前我們先思考以下兩個問題：

1、js是單線程的，為了避免代碼解析阻塞使用了異步執(zhí)行，那么它的異步執(zhí)行機(jī)制是怎么樣的？

答：通過事件循環(huán)（Event Loop），理解了事件循環(huán)的原理就理解了js的異步執(zhí)行機(jī)制，本文主要介紹。

2、js是單線程的，那么是否代表參與js執(zhí)行過程的線程就只有一個？

答：不是的，會有四個線程參與該過程，但是永遠(yuǎn)只有JS引擎線程在執(zhí)行JS腳本程序，其他的三個線程只協(xié)助，不參與代碼解析與執(zhí)行。參與js執(zhí)行過程的線程分別是：

（1）JS引擎線程： 也稱為JS內(nèi)核，負(fù)責(zé)解析執(zhí)行Javascript腳本程序的主線程（例如V8引擎）。

（2）事件觸發(fā)線程： 歸屬于瀏覽器內(nèi)核進(jìn)程，不受JS引擎線程控制。主要用于控制事件（例如鼠標(biāo)，鍵盤等事件），當(dāng)該事件被觸發(fā)時候，事件觸發(fā)線程就會把該事件的處理函數(shù)推進(jìn)事件隊(duì)列，等待JS引擎線程執(zhí)行。

（3）定時器觸發(fā)線程：主要控制計(jì)時器setInterval和延時器setTimeout，用于定時器的計(jì)時，計(jì)時完畢，滿足定時器的觸發(fā)條件，則將定時器的處理函數(shù)推進(jìn)事件隊(duì)列中，等待JS引擎線程執(zhí)行。

注：W3C在HTML標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定setTimeout低于4ms的時間間隔算為4ms。

（4）HTTP異步請求線程：通過XMLHttpRequest連接后，通過瀏覽器新開的一個線程，監(jiān)控readyState狀態(tài)變更時，如果設(shè)置了該狀態(tài)的回調(diào)函數(shù)，則將該狀態(tài)的處理函數(shù)推進(jìn)事件隊(duì)列中，等待JS引擎線程執(zhí)行。

注：瀏覽器對同一域名請求的并發(fā)連接數(shù)是有限制的，Chrome和Firefox限制數(shù)為6個，ie8則為10個。

總結(jié)：永遠(yuǎn)只有JS引擎線程在執(zhí)行JS腳本程序，其他三個線程只負(fù)責(zé)將滿足觸發(fā)條件的處理函數(shù)推進(jìn)事件隊(duì)列，等待JS引擎線程執(zhí)行。

先分析一個典型的例子（來自Tasks, microtasks, queues and schedules，建議英文基礎(chǔ)好的閱讀，非常不錯的文章）：

console.log("script start");

setTimeout(function() {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log("promise1");
}).then(function() {
  console.log("promise2");
});

console.log("script end");

直接劃分例子的代碼結(jié)構(gòu)，簡單描述分析執(zhí)行過程；

暫不解釋該過程中的概念和原理，概念和原理將會在下面具體講解如下：

宏任務(wù)（macro-task），宏任務(wù)又按執(zhí)行順序分為同步任務(wù)和異步任務(wù)

（1）同步任務(wù)

console.log("script start");
console.log("script end");

（2）異步任務(wù)

setTimeout(function() {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log("promise1");
}).then(function() {
  console.log("promise2");
});

在JS引擎執(zhí)行過程中，進(jìn)入執(zhí)行階段后，代碼的執(zhí)行順序如下：

宏任務(wù)(同步任務(wù)) --> 微任務(wù) --> 宏任務(wù)(異步任務(wù))

輸出結(jié)果：

script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

進(jìn)入ES6或Node環(huán)境中，JS的任務(wù)分為兩種，分別是宏任務(wù)（macro-task）和微任務(wù)（micro-task），在最新的ECMAScript中，微任務(wù)稱為jobs，宏任務(wù)稱為task，他們的執(zhí)行順序如上?？赡芎芏嗳藢ι厦娴姆治霾⒉焕斫?，那么我們接下來繼續(xù)對上面例子進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1宏任務(wù)

宏任務(wù)（macro-task）可分為同步任務(wù)和異步任務(wù)：

1、同步任務(wù)指的是在JS引擎主線程上按順序執(zhí)行的任務(wù)，只有前一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，才能執(zhí)行后一個任務(wù)，形成一個執(zhí)行棧（函數(shù)調(diào)用棧）。

2、異步任務(wù)指的是不直接進(jìn)入JS引擎主線程，而是滿足觸發(fā)條件時，相關(guān)的線程將該異步任務(wù)推進(jìn)任務(wù)隊(duì)列(task queue)，等待JS引擎主線程上的任務(wù)執(zhí)行完畢，空閑時讀取執(zhí)行的任務(wù)，例如異步Ajax，DOM事件，setTimeout等。

理解宏任務(wù)中同步任務(wù)和異步任務(wù)的執(zhí)行順序，那么就相當(dāng)于理解了JS異步執(zhí)行機(jī)制–事件循環(huán)（Event Loop）。

2.1.1事件循環(huán)

事件循環(huán)可以理解成由三部分組成，分別是：

1、主線程執(zhí)行棧

2、異步任務(wù)等待觸發(fā)

3、任務(wù)隊(duì)列

任務(wù)隊(duì)列(task queue)就是以隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對事件任務(wù)進(jìn)行管理，特點(diǎn)是先進(jìn)先出，后進(jìn)后出。

這里直接引用一張著名的圖片(參考自Philip Roberts的演講《Help, I’m stuck in an event-loop》)，幫助我們理解，如下：

在JS引擎主線程執(zhí)行過程中：

1、首先執(zhí)行宏任務(wù)的同步任務(wù)，在主線程上形成一個執(zhí)行棧，可理解為函數(shù)調(diào)用棧。

2、當(dāng)執(zhí)行棧中的函數(shù)調(diào)用到一些異步執(zhí)行的API（例如異步Ajax，DOM事件，setTimeout等API），則會開啟對應(yīng)的線程（Http異步請求線程，事件觸發(fā)線程和定時器觸發(fā)線程）進(jìn)行監(jiān)控和控制。

3、當(dāng)異步任務(wù)的事件滿足觸發(fā)條件時，對應(yīng)的線程則會把該事件的處理函數(shù)推進(jìn)任務(wù)隊(duì)列(task queue)中，等待主線程讀取執(zhí)行。

4、當(dāng)JS引擎主線程上的任務(wù)執(zhí)行完畢，則會讀取任務(wù)隊(duì)列中的事件，將任務(wù)隊(duì)列中的事件任務(wù)推進(jìn)主線程中，按任務(wù)隊(duì)列順序執(zhí)行

5、當(dāng)JS引擎主線程上的任務(wù)執(zhí)行完畢后，則會再次讀取任務(wù)隊(duì)列中的事件任務(wù)，如此循環(huán)，這就是事件循環(huán)（Event Loop）的過程。

如果還是不能理解，那么我們再次拿上面的例子進(jìn)行詳細(xì)分析，該例子中宏任務(wù)的代碼部分是：

console.log("script start");

setTimeout(function() {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

console.log("script end");

代碼執(zhí)行過程如下：

1、JS引擎主線程按代碼順序執(zhí)行，當(dāng)執(zhí)行到console.log("script start");，JS引擎主線程認(rèn)為該任務(wù)是同步任務(wù)，所以立刻執(zhí)行輸出script start，然后繼續(xù)向下執(zhí)行。

2、JS引擎主線程執(zhí)行到setTimeout(function() { console.log("setTimeout"); }, 0);，JS引擎主線程認(rèn)為setTimeout是異步任務(wù)API，則向?yàn)g覽器內(nèi)核進(jìn)程申請開啟定時器線程進(jìn)行計(jì)時和控制該setTimeout任務(wù)。由于W3C在HTML標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定setTimeout低于4ms的時間間隔算為4ms，那么當(dāng)計(jì)時到4ms時，定時器線程就把該回調(diào)處理函數(shù)推進(jìn)任務(wù)隊(duì)列中等待主線程執(zhí)行，然后JS引擎主線程繼續(xù)向下執(zhí)行。

3、JS引擎主線程執(zhí)行到console.log("script end");，JS引擎主線程認(rèn)為該任務(wù)是同步任務(wù)，所以立刻執(zhí)行輸出script end。

4、JS引擎主線程上的任務(wù)執(zhí)行完畢（輸出script start和script end）后，主線程空閑，則開始讀取任務(wù)隊(duì)列中的事件任務(wù)，將該任務(wù)隊(duì)里的事件任務(wù)推進(jìn)主線程中，按任務(wù)隊(duì)列順序執(zhí)行，最終輸出setTimeout，所以輸出的結(jié)果順序?yàn)閟cript start script end setTimeout。

以上便是JS引擎執(zhí)行宏任務(wù)的整個過程。

理解該過程后，我們做一些拓展性的思考：

我們都知道setTimeout和setInterval是異步任務(wù)的定時器，需要添加到任務(wù)隊(duì)列等待主線程執(zhí)行，那么使用setTimeout模擬實(shí)現(xiàn)setInterval，會有區(qū)別嗎？

答案是有區(qū)別的，我們不妨思考一下：

1、setTimeout實(shí)現(xiàn)setInterval只能通過遞歸調(diào)用。

2、setTimeout是在到了指定時間的時候就把事件推到任務(wù)隊(duì)列中，只有當(dāng)在任務(wù)隊(duì)列中的setTimeout事件被主線程執(zhí)行后，才會繼續(xù)再次在到了指定時間的時候把事件推到任務(wù)隊(duì)列，那么setTimeout的事件執(zhí)行肯定比指定的時間要久，具體相差多少跟代碼執(zhí)行時間有關(guān)。

3、setInterval則是每次都精確的隔一段時間就向任務(wù)隊(duì)列推入一個事件，無論上一個setInterval事件是否已經(jīng)執(zhí)行，所以有可能存在setInterval的事件任務(wù)累積，導(dǎo)致setInterval的代碼重復(fù)連續(xù)執(zhí)行多次，影響頁面性能。

綜合以上的分析，使用setTimeout實(shí)現(xiàn)計(jì)時功能是比setInterval性能更好的。當(dāng)然如果不需要兼容低版本的IE瀏覽器，使用requestAnimationFrame是更好的選擇。

我們繼續(xù)再做進(jìn)一步的思考，如下：

高頻率觸發(fā)的事件（例如滾動事件）觸發(fā)頻率過高會影響頁面性能，甚至造成頁面卡頓，我們是否可以利用計(jì)時器的原理進(jìn)行優(yōu)化呢？

是可以的，我們可以利用setTimeout實(shí)現(xiàn)計(jì)時器的原理，對高頻觸發(fā)的事件進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)在于將多個觸發(fā)事件合并成一個，這就是防抖和節(jié)流，本文先不做具體講解，大家可以自行研究，有機(jī)會我再另開文章分析。

2.2微任務(wù)

微任務(wù)是在es6和node環(huán)境中出現(xiàn)的一個任務(wù)類型，如果不考慮es6和node環(huán)境的話，我們只需要理解宏任務(wù)事件循環(huán)的執(zhí)行過程就已經(jīng)足夠了，但是到了es6和node環(huán)境，我們就需要理解微任務(wù)的執(zhí)行順序了。微任務(wù)（micro-task）的API主要有:Promise， process.nextTick

這里我們直接引用一張流程圖幫助我們理解，如下：

在宏任務(wù)中執(zhí)行的任務(wù)有兩種，分別是同步任務(wù)和異步任務(wù)，因?yàn)楫惒饺蝿?wù)會在滿足觸發(fā)條件時才會推進(jìn)任務(wù)隊(duì)列（task queue），然后等待主線程上的任務(wù)執(zhí)行完畢，再讀取任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)事件，最后推進(jìn)主線程執(zhí)行，所以這里將異步任務(wù)即任務(wù)隊(duì)列看作是新的宏任務(wù)。執(zhí)行的過程如上圖所示：

1、執(zhí)行宏任務(wù)中同步任務(wù)，執(zhí)行結(jié)束。

2、檢查是否存在可執(zhí)行的微任務(wù)，有的話執(zhí)行所有微任務(wù)，然后讀取任務(wù)隊(duì)列的任務(wù)事件，推進(jìn)主線程形成新的宏任務(wù)；沒有的話則讀取任務(wù)隊(duì)列的任務(wù)事件，推進(jìn)主線程形成新的宏任務(wù)。

3、執(zhí)行新宏任務(wù)的事件任務(wù)，再檢查是否存在可執(zhí)行的微任務(wù)，如此不斷的重復(fù)循環(huán)。

這就是加入微任務(wù)后的詳細(xì)事件循環(huán)，如果還沒有理解，那么們對一開始的例子做一個全面的分析，如下：

console.log("script start");

setTimeout(function() {
  console.log("setTimeout");
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log("promise1");
}).then(function() {
  console.log("promise2");
});

console.log("script end");

執(zhí)行過程如下：

1、代碼塊通過語法分析和預(yù)編譯后，進(jìn)入執(zhí)行階段，當(dāng)JS引擎主線程執(zhí)行到console.log("script start");，JS引擎主線程認(rèn)為該任務(wù)是同步任務(wù)，所以立刻執(zhí)行輸出script start，然后繼續(xù)向下執(zhí)行。

2、JS引擎主線程執(zhí)行到setTimeout(function() { console.log("setTimeout"); }, 0);，JS引擎主線程認(rèn)為setTimeout是異步任務(wù)API，則向?yàn)g覽器內(nèi)核進(jìn)程申請開啟定時器線程進(jìn)行計(jì)時和控制該setTimeout任務(wù)。由于W3C在HTML標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定setTimeout低于4ms的時間間隔算為4ms，那么當(dāng)計(jì)時到4ms時，定時器線程就把該回調(diào)處理函數(shù)推進(jìn)任務(wù)隊(duì)列中等待主線程執(zhí)行，然后JS引擎主線程繼續(xù)向下執(zhí)行。

3、JS引擎主線程執(zhí)行到Promise.resolve().then(function() { console.log("promise1"); }).then(function() { console.log("promise2"); });，JS引擎主線程認(rèn)為Promise是一個微任務(wù)，這把該任務(wù)劃分為微任務(wù)，等待執(zhí)行。

4、JS引擎主線程執(zhí)行到console.log("script end");，JS引擎主線程認(rèn)為該任務(wù)是同步任務(wù)，所以立刻執(zhí)行輸出script end。

5、主線程上的宏任務(wù)執(zhí)行完畢，則開始檢測是否存在可執(zhí)行的微任務(wù)，檢測到一個Promise微任務(wù)，那么立刻執(zhí)行，輸出promise1和promise2

6、微任務(wù)執(zhí)行完畢，主線程開始讀取任務(wù)隊(duì)列中的事件任務(wù)setTimeout，推入主線程形成新宏任務(wù)，然后在主線程中執(zhí)行，輸出setTimeout

最后輸出結(jié)果：

script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

以上便是JS引擎執(zhí)行的全部過程，JS引擎的執(zhí)行過程其實(shí)并不復(fù)雜，只要多思考多研究就可以理解，理解該過程后可以在一定程度上提高對JS的認(rèn)識。

Tasks, microtasks, queues and schedules