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事件循环.md

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单线程的 JavaScript

　　JavaScript 语言的一大特点就是 单线程。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？

　　所以，为了避免复杂性，从一诞生，JavaScript 就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征。

　　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。


执行栈 与 任务队列

JavaScript 为了不被阻塞在那些长时间执行的任务中。将任务分为了两种：同步任务 和 异步任务。

（1）所有同步任务都在主线程上执行，形成一个 执行栈。
（2）主线程之外，还存在一个 任务队列。只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放置一个事件。
（3）一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列 ，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务的回调函数结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
（4）回到（1）不断循环。

主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为 Event Loop（事件循环）。


事件和回调函数

　　"任务队列"是一个事件的队列（也可以理解成消息的队列），IO 设备完成一项任务，就在"任务队列"中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。主线程读取"任务队列"，就是读取里面有哪些事件。

　　"任务队列"中的事件，除了 IO 设备的事件以外，还包括一些用户产生的事件（比如鼠标点击、页面滚动等等）。只要指定过回调函数，这些事件发生时就会进入"任务队列"，等待主线程读取。

　　所谓"回调函数"（callback），就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。

　　"任务队列"是一个先进先出的数据结构，排在前面的事件，优先被主线程读取。主线程的读取过程基本上是自动的，只要执行栈一清空，"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。但是，由于存在后文提到的"定时器"功能，主线程首先要检查一下执行时间，某些事件只有到了规定的时间，才能返回主线程。


Event Loop

　　为了更好地理解 Event Loop，请看下图


　　上图中，主线程运行的时候，产生堆（heap）和栈（stack），栈中的代码调用各种外部 API，它们在"任务队列"中加入各种事件（click，load，done）。只要栈中的代码执行完毕，主线程就会去读取"任务队列"，依次执行那些事件所对应的回调函数。

Event Loop 进阶：macrotask 与 microtask

　　上文中将 JavaScript 事件循环机制梳理了一遍，在 ES5 的情况是够用了，但是在 ES6 盛行的现在，仍然会遇到一些问题，譬如下面这题：

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');

　　而他们的正确执行顺序是这样的：

script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

　　为什么呢？JavaScript 中将任务分为两种类型：macrotask 和 microtask，也就是 宏任务 和 微任务。

任务分类：

  • 宏任务包括：浏览器提供的 API：setTimeout，setInterval，DOM 操作回调等
  • 微任务包括：JavaScript 提供的 API：Promise，process.nextTick 等

从线程角度看：

  • 宏任务中的事件都是放在 事件队列 中的，而这个队列由事件触发线程维护。
  • 微任务中的所有微任务都是添加到 微任务队列 中，而这个队列由 JavaScript 引擎线程维护。

运行机制：

  • 执行一个宏任务（栈中没有就从事件队列中获取）
  • 执行过程中如果遇到微任务，就将它添加到微任务的任务队列中
  • 宏任务执行完毕后，立即执行当前微任务队列中的所有微任务（依次执行）
  • 开始检查渲染，然后 GUI 线程接管渲染
  • 渲染完毕后，JavaScript 线程继续接管，开始下一个宏任务（从事件队列中获取）

进阶题目

function init() {
    setTimeout(() => {
        console.log('a');
    }, 0);
    const p = new Promise(( resolve ) => {
        console.log('b');
        resolve('c');
    });
    p.then(( d ) => {
        const preDate = Date.now();
        while (Date.now() - preDate > 1000) ;
        console.log(d);
        return asy();
    }).then(( f ) => {
        setTimeout(() => {
            console.log('g');
        }, 0);
        console.log(f);
    });
}

const asy = async function asy() {
    await console.log('e');
    return 'f';
};
    
init();


//bcefag