JS学习笔记：（三）JS执行机制

首先我们先明确一点：JavaScript是一门单线程语言。单线程也就是说同一时间只能执行一个任务，所有的任务都必须排队顺序执行。那么如果一个任务耗时很长，阻塞了其它任务的执行，就会给用户造成不友好的体验。那么JS是如何解决这个问题的呢？（注：H5提出了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。）

要搞清除这个问题，我们要明确知道同步任务和异步任务，异步执行机制，任务队列，Event Loop这些知识点。

一、同步任务和异步任务

同步任务：是指在主线程执行的任务，只有前一个任务执行完成，才能执行下一个任务。

异步任务：指的是不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。如：setTimeout, dom事件，ajax事件，promise，async await

二、异步执行机制

具体来说，异步执行的运行机制如下。（同步执行也是如此，因为它可以被视为没有异步任务的异步执行。）

1. 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。
2. 主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。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，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
4. 主线程不断重复上面的第三步。

   

   只要主线程空了，就会去读取"任务队列"，这就是JavaScript的运行机制。这个过程会不断重复。

   三、任务队列

   首先我们要明确任务队列是一个先进先出的数据结构，里面存的是事件，只要异步任务可以执行了就会在任务队列注册一个事件。

   只有执行栈中的所有的同步任务执行完，才会去读取任务队列。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。

   四、Event Loop

   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）。

   为了更好地理解Event Loop，请看下图（转引自Philip Roberts的演讲《Help, I'm stuck in an event-loop》）。

   

   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，setTimeout）。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。

   五、宏任务与微任务

   除了广义的同步任务和异步任务，任务还有更精细的定义：

• macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout，setInterval
• micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick

  事件循环，宏任务，微任务的关系如图所示：

  

  总结

1. 首先JS判断一个任务是同步任务还是异步任务；
2. 如果是同步任务，就进入主线程，加入执行栈；
3. 如果是异步任务，就加入Event Table，如果异步任务可以执行，就在Event Quene中注册一个相应的事件，并指定回调函数；
4. 主线程的执行栈中的任务全部执行完毕，就会读取任务队列，如可以执行则立即把相应的回调函数加入主线程执行栈。然后就会一直循环判断第4步（由JS引擎的monitor process监控）。

   按照宏任务和微任务这种分类方式，JS的执行机制是

• 执行一个宏任务,过程中如果遇到微任务,就将其放到微任务的【事件队列】里
• 当前宏任务执行完成后,会查看微任务的【事件队列】,并将里面全部的微任务依次执行完

  参考文章：

  JavaScript 运行机制详解：再谈Event Loop

  js执行机制实例详解