2020-02-16 javascript的执行机制

javascript的执行机制

1. 执行顺序探讨

setTimeout(function(){
  console.log('定时器开始啦')
});

new Promise(function(resolve){
    console.log('马上执行for循环啦');
    for(var i = 0; i < 10000; i++){
        i == 99 && resolve();
    }
}).then(function(){
    console.log('执行then函数啦')
});

console.log('代码执行结束');

2. 关于javascript

• javascript是一门单线程语言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但javascript是单线程这一核心仍未改变。
• 一切javascript版的多线程都是用单线程模拟出来的，一切javascript多线程都是纸老虎！

3. javascript的事件循环

• 同步任务

• 异步任务

• 执行机制

  
  image.png
  • 同步和异步任务分别进入不同的执行"场所"，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。
  • 当指定的事情完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue。
  • 主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
  • 上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)。

• 怎么知道主线程池执行栈为空
  js引擎存在monitoring process进程，会持续不断的检查主线程执行栈是否为空，一旦为空，就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。

• 代码分析

  console.log('代码执行结束');
  let data = [];
  $.ajax({
      url:www.javascript.com,
      data:data,
      success:() => {
          console.log('发送成功!');
      }
  })
  console.log('代码执行结束');
  

  • 同步任务执行console.log('代码执行结束')。
  • ajax进入Event Table，注册回调函数success。
  • 同步执行console.log('代码执行结束')。
  • ajax事件完成，回调函数success进入Event Queue。
  • 主线程从Event Queue读取回调函数success并执行。

4. setTimeout

   • 不定时的setTimeout

     setTimeout(() => {
       task()
     },3000)
     
     sleep(10000000)
     
     /*
       却发现控制台执行task()需要的时间远远超过3秒，说好的延时三秒
     */
     

     • task()进入Event Table并注册,计时开始。
     • 执行sleep函数，很慢，非常慢，计时仍在继续。
     • 3秒到了，计时事件timeout完成，task()进入Event Queue，但是sleep也太慢了吧，还没执行完，只好等着。
     • sleep终于执行完了，task()终于从Event Queue进入了主线程执行。

   • setTimeout(fn, 0)会立即执行吗
     答案是不会的，setTimeout(fn,0) 的含义是，指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行，意思就是不用再等多少秒了，只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成，栈为空就马上执行。

     关于setTimeout要补充的是，即便主线程为空，0毫秒实际上也是达不到的。根据HTML的标准，最低是4毫秒。有兴趣的同学可以自行了解。

• setInterval
  • 对于执行顺序来说，setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue，如果前面的任务耗时太久，那么同样需要等待。
  • 对于setInterval(fn,ms)来说，而是每过ms秒，会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms，那么就完全看不出来有时间间隔了。

5. Promise & Process.nextTick

   • process.nextTick(callback)类似node.js版的"setTimeout"，在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。
   • macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout，setInterval
   • micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick
   • 不同类型的任务会进入对应的Event Queue，比如setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。

   时间循环的顺序: 决定js代码的执行顺序。
   进入整体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行所有的微任务。

   setTimeout(function() {
       console.log('setTimeout');
   })
   
   new Promise(function(resolve) {
       console.log('promise');
   }).then(function() {
       console.log('then');
   })
   
   console.log('console');
   

   • 这段代码作为宏任务，进入主线程。
   • 先遇到setTimeout，那么将其回调函数注册后分发到宏任务Event Queue。(注册过程与上同，下文不再描述)
   • 接下来遇到了Promise，new Promise立即执行，then函数分发到微任务Event Queue。
   • 遇到console.log()，立即执行。
   • 好啦，整体代码script作为第一个宏任务执行结束，看看有哪些微任务？我们发现了then在微任务Event Queue里面，执行。
   • ok，第一轮事件循环结束了，我们开始第二轮循环，当然要从宏任务Event Queue开始。我们发现了宏任务Event Queue中setTimeout对应的回调函数，立即执行。

   • 结束。

     
     宏任务与微任务的关系

6. 执行顺序分析

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')
    })
})

• 在node@8.10.0的执行分析

  • 首先执行第一轮宏任务/微任务
    • log(1)
    • seTimeout 放入MicroTask EventQueue
    • process 放入MiniTask EventQueue
    • log(7) 将then回调放入MiniTask EventQueue
    • setTimeout 放入MicroTask EventQueue
    • 第一轮宏任务执行完毕, 打印语句1, 7
    • 第一轮微任务开始执行, 此时微任务有队列(process, then回调)
    • 执行微任务, log(6) log(8)
    • 综上述: 第一轮结束, 输出结果1 7 6 8
    • 此时宏任务MicroTask Queue [setTimeout, setTimeout]
  • 执行第二轮宏任务/微任务
    • log(2) 将process3放入MiniTaskQueue
    • log(4) 将promise.then5回调放入MiniTaskQueue
    • log(9) 将process10放入MiniTaskQueue
    • log(11) 将promise.then12回调放入MiniTaskQueue
    • 宏任务执行完毕, 输出 2 4 9 11
    • 微任务队列此时 [process3, then5, process10, then12]
    • 执行微任务: log(3) log(10) log(5) log(12)
  • 综上分析: 执行顺序[1,7,6,8,2,4,9,11,3,10,5,12]

• 在node@12.1.0下执行结果分析

  • 第一轮宏任务/微任务
    • 宏任务log(1), MicroTask.push(setTimeout2)
    • MiniTask.push(process6)
    • 宏任务log(7) MiniTask.push(then8)
    • 宏任务 MicroTask.push(setTimeout9)
    • 第一轮此时宏任务执行完成, 微任务队列[process6, then8]
    • 执行微任务log(6) log(8)
    • 此时宏任务TaskQueue=[setTimtout2, setTimeout9]
  • 执行宏任务setTimeout2
    • log(2) MiniTaskQueue.push(process3)
    • log(4) MiniTaskQueue.push(then5)
    • 执行微任务 process3 log(3)
    • 执行微任务then5 log(5)
  • 执行第二个宏任务setTimeout9
    • log(9) MiniTaskQueue.push(process10)
    • log(11) MiniTaskQueue.push(then12)
    • 执行微任务 processlo log(10)
    • 执行微任务 then12 log(12)
  • 综上分析执行顺序 [1,7,6,8,2,4,3,5,9,11,10,12]

• 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