JavaScript中的事件循环

JavaScript是单线程单并发语言

单线程：主程序只有一个线程，即同一时间片段内其只能执行单个任务。

引发的问题：

单线程，意味着任务都需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。若前一个任务耗时很长，后一个任务就需要一直等待。导致IO操作耗时，但CPU闲置，造成性能浪费。

如何解决：

异步。主线程可以不管IO操作，暂时挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO操作返回了结果，再回过头，把挂起的任务执行下去。于是，所有任务可以分为两种，一种是同步任务，另一种是异步任务。

ps:当主线程阻塞时，任务队列仍然能被推入任务。

事件驱动程序模型基本的实现原理基本上都是事件循环Event Loop.

事件循环（Event Loop）

1.JavaScript内存模型：

调用栈（Call Stack）:用于主线程任务的执行。

堆（Heap）：用于存放非结构化的数据，譬如程序分配的变量与对象。

任务队列（Queue）：用于存放异步任务与定时任务。

2.JavaScript代码执行机制：

所有同步任务都在主线程上的栈中执行，形成一个执行栈。

主线程之外，还存在一个“任务队列”。只有异步任务有了运行结果，就在“任务队列”之中放置一个事件，排队。

一旦“栈”中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取“任务队列”，选择出需要首先执行的任务（由浏览器决定，并不按序），于是被读取的异步任务结束等待状态，进入执行栈，开始执行。

主线程不断重复第三步。

3.Event Loop

MacroTask(Task): 宏任务。setTimeout，setInterval， setImmediate，requestAnimationFrame，I/O，UI rendering;

MicroTask：微任务。process.nextTick（Node环境中），Promise，Object.observe（基本废弃），MutationObserver.

执行步骤：

执行宏任务（先进先出），一次循环只执行一个宏任务

执行栈：同步任务顺序执行，异步方法交给异步处理模块

执行栈为空时，取出微任务执行（先进先出），直到微任务队列为空

更新UI渲染。完成一轮循环，反复执行1-4步

渲染更新：

在一轮Event Loop中多次修改同一DOM，只有最后一次会进行绘制；

渲染更新会在Event Loop的tasks和microTasks完成后进行。但并不是每轮Event Loop都会更新渲染，浏览器有自己的机制来确定是否要更新渲染。如果在一帧(16.7ms）里多次修改DOM，浏览器只会渲染绘制一次。

如果希望每轮Event Loop都即时呈现变动，可以使用requestAnimationFrame

规范：

每个浏览器环境，至多由一个event loop。

一个event loop可以有1个或多个task queue，而仅有一个MicroTask Queue。

一个task queue是一列有序的task，每个task定义时都有一个task source，从同一个task source来的task必须放到同一个task queue，从不同源来的则被添加到不同的队列。

tasks are scheduled，所以浏览器可以从内部到JS/DOM，保证动作按序发生。

Microtasks are scheduled，Microtask queue在当前task queue的结尾执行。microtask中添加的microtask也被添加到Microtask queue的末尾并处理。

4.JS的运行环境：浏览器 & Node

浏览器中事件循环给予规范来实现。

Node是给予libuv这个库来实现的。

*JS是单线程执行的，而基于事件循环模型，形成了基本没有阻塞（除了alert或同步XHR等操作)的状态。

eg：

setTimeout(function(){

console.log(1);

});

new Promise(function(resolve){
    console.log(2);
      resolve();
 }).then(function(){
     console.log(3);
 });

console.log(4);

执行结果：4 2 1 3

分析：

从宏任务队列（task）中取出script，将所有同步代码推入执行栈中执行，遇到异步代码交给异步处理模块，异步处理模块完成后按规则推入事件队列，宏任务推宏任务队列，微任务推微任务队列。所以输出2和4.

执行玩script中的同步代码，再将微任务队列中最老的任务推入执行栈执行，直到清空微任务。所以输出3；

浏览器更新渲染，再去宏任务队列中取出嘴来的任务推入执行栈中执行，循环以上步骤，所以输出1.

5.使用

在microtask中不要放置复杂的处理程序，防止阻塞UI的渲染；

可以使用process.nextTick处理一些比较紧急的事情。因为process.nextTick优先级高于其他微任务。

可以在setTimeout回调中处理上轮事件循环中UI渲染的结果；

注意不要滥用setInterval和setTimeout，它们并不能保证按时处理的。

一些可能会影响到UI的异步操作，可放在promise回调中处理，防止多一轮事件循环导致重复执行UI的渲染。

在Node中使用immediate来处理可能会得到更多的保证。