JS瀏覽器事件循環(huán)機制

zebrayoung 發(fā)布于2019-08-22 18:33 / 3478人閱讀

摘要：事件循環(huán)機制事件循環(huán)機制分為瀏覽器和事件循環(huán)機制，兩者的實現(xiàn)技術(shù)不一樣，瀏覽器是中定義的規(guī)范，是由庫實現(xiàn)。整個事件循環(huán)完成之后，會去檢測微任務(wù)的任務(wù)隊列中是否存在任務(wù)，存在就執(zhí)行。

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先來明白些概念性內(nèi)容。

進程、線程

進程是系統(tǒng)分配的獨立資源，是 CPU 資源分配的基本單位，進程是由一個或者多個線程組成的。

線程是進程的執(zhí)行流，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，同個進程之中的多個線程之間是共享該進程的資源的。

瀏覽器內(nèi)核

瀏覽器是多進程的，瀏覽器每一個 tab 標簽都代表一個獨立的進程（也不一定，因為多個空白 tab 標簽會合并成一個進程），瀏覽器內(nèi)核（瀏覽器渲染進程）屬于瀏覽器多進程中的一種。

瀏覽器內(nèi)核有多種線程在工作。

GUI 渲染線程:

負責渲染頁面，解析 HTML，CSS 構(gòu)成 DOM 樹等，當頁面重繪或者由于某種操作引起回流都會調(diào)起該線程。

和 JS 引擎線程是互斥的，當 JS 引擎線程在工作的時候，GUI 渲染線程會被掛起，GUI 更新被放入在 JS 任務(wù)隊列中，等待 JS 引擎線程空閑的時候繼續(xù)執(zhí)行。

JS 引擎線程:

單線程工作，負責解析運行 JavaScript 腳本。

和 GUI 渲染線程互斥，JS 運行耗時過長就會導致頁面阻塞。

事件觸發(fā)線程:

當事件符合觸發(fā)條件被觸發(fā)時，該線程會把對應(yīng)的事件回調(diào)函數(shù)添加到任務(wù)隊列的隊尾，等待 JS 引擎處理。

定時器觸發(fā)線程:

瀏覽器定時計數(shù)器并不是由 JS 引擎計數(shù)的，阻塞會導致計時不準確。

開啟定時器觸發(fā)線程來計時并觸發(fā)計時，計時完成后會被添加到任務(wù)隊列中，等待 JS 引擎處理。

http 請求線程:

http 請求的時候會開啟一條請求線程。

請求完成有結(jié)果了之后，將請求的回調(diào)函數(shù)添加到任務(wù)隊列中，等待 JS 引擎處理。

JavaScript 引擎是單線程

JavaScript 引擎是單線程，也就是說每次只能執(zhí)行一項任務(wù)，其他任務(wù)都得按照順序排隊等待被執(zhí)行，只有當前的任務(wù)執(zhí)行完成之后才會往下執(zhí)行下一個任務(wù)。

HTML5 中提出了 Web-Worker API，主要是為了解決頁面阻塞問題，但是并沒有改變 JavaScript 是單線程的本質(zhì)。了解 Web-Worker。

JavaScript 事件循環(huán)機制

JavaScript 事件循環(huán)機制分為瀏覽器和 Node 事件循環(huán)機制，兩者的實現(xiàn)技術(shù)不一樣，瀏覽器 Event Loop 是 HTML 中定義的規(guī)范，Node Event Loop 是由 libuv 庫實現(xiàn)。這里主要講的是瀏覽器部分。

Javascript 有一個 main thread 主線程和 call-stack 調(diào)用棧(執(zhí)行棧)，所有的任務(wù)都會被放到調(diào)用棧等待主線程執(zhí)行。

JS 調(diào)用棧

JS 調(diào)用棧是一種后進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當函數(shù)被調(diào)用時，會被添加到棧中的頂部，執(zhí)行完成之后就從棧頂部移出該函數(shù)，直到棧內(nèi)被清空。

同步任務(wù)、異步任務(wù)

JavaScript 單線程中的任務(wù)分為同步任務(wù)和異步任務(wù)。同步任務(wù)會在調(diào)用棧中按照順序排隊等待主線程執(zhí)行，異步任務(wù)則會在異步有了結(jié)果后將注冊的回調(diào)函數(shù)添加到任務(wù)隊列(消息隊列)中等待主線程空閑的時候，也就是棧內(nèi)被清空的時候，被讀取到棧中等待主線程執(zhí)行。任務(wù)隊列是先進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Event Loop

調(diào)用棧中的同步任務(wù)都執(zhí)行完畢，棧內(nèi)被清空了，就代表主線程空閑了，這個時候就會去任務(wù)隊列中按照順序讀取一個任務(wù)放入到棧中執(zhí)行。每次棧內(nèi)被清空，都會去讀取任務(wù)隊列有沒有任務(wù)，有就讀取執(zhí)行，一直循環(huán)讀取-執(zhí)行的操作，就形成了事件循環(huán)。

定時器

定時器會開啟一條定時器觸發(fā)線程來觸發(fā)計時，定時器會在等待了指定的時間后將事件放入到任務(wù)隊列中等待讀取到主線程執(zhí)行。

定時器指定的延時毫秒數(shù)其實并不準確，因為定時器只是在到了指定的時間時將事件放入到任務(wù)隊列中，必須要等到同步的任務(wù)和現(xiàn)有的任務(wù)隊列中的事件全部執(zhí)行完成之后，才會去讀取定時器的事件到主線程執(zhí)行，中間可能會存在耗時比較久的任務(wù)，那么就不可能保證在指定的時間執(zhí)行。

宏任務(wù)(macro-task)、微任務(wù)(micro-task)

除了廣義的同步任務(wù)和異步任務(wù)，JavaScript 單線程中的任務(wù)可以細分為宏任務(wù)和微任務(wù)。

macro-task包括：script(整體代碼), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。

micro-task包括：process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver。

    console.log(1);
    setTimeout(function() {
        console.log(2);
    })
    var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
        console.log(3);
        resolve();
    })
    promise.then(function() {
        console.log(4);
    })
    console.log(5);

示例中，setTimeout 和 Promise被稱為任務(wù)源，來自不同的任務(wù)源注冊的回調(diào)函數(shù)會被放入到不同的任務(wù)隊列中。

有了宏任務(wù)和微任務(wù)的概念后，那 JS 的執(zhí)行順序是怎樣的？是宏任務(wù)先還是微任務(wù)先？

第一次事件循環(huán)中，JavaScript 引擎會把整個 script 代碼當成一個宏任務(wù)執(zhí)行，執(zhí)行完成之后，再檢測本次循環(huán)中是否尋在微任務(wù)，存在的話就依次從微任務(wù)的任務(wù)隊列中讀取執(zhí)行完所有的微任務(wù)，再讀取宏任務(wù)的任務(wù)隊列中的任務(wù)執(zhí)行，再執(zhí)行所有的微任務(wù)，如此循環(huán)。JS 的執(zhí)行順序就是每次事件循環(huán)中的宏任務(wù)-微任務(wù)。

上面的示例中，第一次事件循環(huán)，整段代碼作為宏任務(wù)進入主線程執(zhí)行。

遇到了 setTimeout ，就會等到過了指定的時間后將回調(diào)函數(shù)放入到宏任務(wù)的任務(wù)隊列中。

遇到 Promise，將 then 函數(shù)放入到微任務(wù)的任務(wù)隊列中。

整個事件循環(huán)完成之后，會去檢測微任務(wù)的任務(wù)隊列中是否存在任務(wù)，存在就執(zhí)行。

第一次的循環(huán)結(jié)果打印為: 1,3,5,4。

接著再到宏任務(wù)的任務(wù)隊列中按順序取出一個宏任務(wù)到棧中讓主線程執(zhí)行，那么在這次循環(huán)中的宏任務(wù)就是 setTimeout 注冊的回調(diào)函數(shù)，執(zhí)行完這個回調(diào)函數(shù)，發(fā)現(xiàn)在這次循環(huán)中并不存在微任務(wù)，就準備進行下一次事件循環(huán)。

檢測到宏任務(wù)隊列中已經(jīng)沒有了要執(zhí)行的任務(wù)，那么就結(jié)束事件循環(huán)。

最終的結(jié)果就是 1,3,5,4,2。

參考

https://juejin.im/post/59e85eebf265da430d571f89

https://juejin.im/post/59c25c936fb9a00a3f24e114

https://segmentfault.com/a/1190000012925872

https://zhuanlan.zhihu.com/p/26229293