搞懂Event Loop

本文关键：

1. V8是单线程的
2. 任务队列排队执行
3. 抽出io命令抽出到evenloop线程，消息线程，区别与主线程。（同步和异步）
4. 微任务和宏任务执行顺序
5. 重绘和回流
6. 以上流程无限循环

可以这样理解，一个人每天都要做同样的工作，天天如此，这就是循环。他每天的工作就是先收集事件，然后处理事件（或者先处理后收集，谁知道）然后每天都是这样，像极了人生。

用代码可以这样表示：

while (eventLoop.waitForTask()) {
  eventLoop.processNextTask()
}

js基于Event Loop

Event Loop 是一个很重要的概念，指的是计算机系统的一种运行机制。

JavaScript语言就采用这种机制，来解决单线程运行带来的一些问题。

浏览器 js 以及 Nodejs 都是基于事件循环，就是有一个无限循环机制：JavaScript 引擎等待任务，执行任务，然后休眠，等待更多任务。

想要理解Event Loop，就要从程序的运行模式讲起。运行以后的程序叫做“进程”（process，cpu执行），一般情况下，一个进程一次只能执行一个任务。

如果有很多任务需要执行，不外乎三种解决方法。

（1）排队。因为一个进程一次只能执行一个任务，只好等前面的任务执行完了，再执行后面的任务。

（2）新建进程。使用fork命令，为每个任务新建一个进程。

（3）新建线程。因为进程太耗费资源，所以如今的程序往往允许一个进程包含多个线程，由线程去完成任务。（进程和线程的详细解释，请看阮一峰解释《进程和线程》。）

JavaScript语言，它是一种单线程语言，所有任务都在一个线程上完成，即采用上面的第一种方法。一旦遇到大量任务或者遇到一个耗时的任务，网页就会出现"假死"，因为JavaScript停不下来，也就无法响应用户的行为。

JavaScript 引擎大部分时间不执行任何操作，仅在脚本/处理程序/事件激活时运行。

任务示例

• <script src="...">加载外部脚本时，任务是执行它
• 用户移动鼠标时，任务是调度 mousemove 事件并执行处理程序
• 当计划好的时间到了 setTimeout，任务是运行其回调。
• ... 等等

设置任务-引擎处理它们-然后等待更多任务（在睡眠时消耗接近零的CPU）。引擎繁忙时可能会发生任务，然后将其排入队列。

这里涉及到几个概念，执行顺序上的宏任务和微任务，渲染上的重绘和回流。

另外两个细节：

引擎执行任务时永远不会进行渲染。任务是否花费很长时间都没关系。仅在任务完成后才绘制对 DOM 的更改。
如果一项任务花费的时间太长，浏览器将无法执行其他任务，例如处理用户事件。因此，过了一会儿，它会发出“页面无响应”之类的警报，建议终止整个页面的任务。当存在大量复杂的计算或导致无限循环的编程错误时，就会发生这种情况。

宏任务和微任务：

setTimeout(() => alert("timeout"));

Promise.resolve()
  .then(() => alert("promise"));

alert("code");

这将是什么顺序？

• code 首先显示，因为它是常规的同步调用。
• promise显示第二个，因为它.then通过微任务队列，并在当前代码之后运行。
• timeout 最后显示，因为它是一个宏任务。

为什么js是单线程？

你也许会问，JavaScript为什么是单线程，难道不能实现为多线程吗？

这跟历史有关系。JavaScript从诞生起就是单线程。原因大概是不想让浏览器变得太复杂，因为多线程需要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果，对于一种网页脚本语言来说，这就太复杂了。后来就约定俗成，JavaScript为一种单线程语言。（Worker API可以实现多线程，但是JavaScript本身始终是单线程的。）

如果某个任务很耗时，比如涉及很多I/O（输入/输出）操作，那么线程的运行大概是下面的样子。

上图的绿色部分是程序的运行时间，红色部分是等待时间。可以看到，由于I/O操作很慢，所以这个线程的大部分运行时间都在空等I/O操作的返回结果。这种运行方式称为"同步模式"（synchronous I/O）或"堵塞模式"（blocking I/O）。

如果采用多线程，同时运行多个任务，那很可能就是下面这样。

上图表明，多线程不仅占用多倍的系统资源，也闲置多倍的资源，这显然不合理。

Event Loop就是为了解决这个问题而提出的。作者这样定义：

"Event Loop是一个程序结构，用于等待和发送消息和事件。（a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.）"

简单说，就是在程序中设置两个线程：一个负责程序本身的运行，称为"主线程"；另一个负责主线程与其他进程（主要是各种I/O操作）的通信，被称为"Event Loop线程"（可以译为"消息线程"）。

上图主线程的绿色部分，还是表示运行时间，而橙色部分表示空闲时间。每当遇到I/O的时候，主线程就让Event Loop线程去通知相应的I/O程序，然后接着往后运行，所以不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操作，Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就调用事先设定的回调函数，完成整个任务。

可以看到，由于多出了橙色的空闲时间，所以主线程得以运行更多的任务，这就提高了效率。这种运行方式称为"异步模式"（asynchronous I/O）或"非堵塞模式"（non-blocking mode）。

这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模型虽然对JavaScript构成了很大的限制，但也因此使它具备了其他语言不具备的优势。如果部署得好，JavaScript程序是不会出现堵塞的，这就是为什么node.js平台可以用很少的资源，应付大流量访问的原因。

这样看，异步模式，似乎是两个线程，在原来单线程的基础上，衍生出来另一条线，即evenloop线程

总结

详细的事件循环算法（尽管与规范相比仍简化了）：

1从宏任务队列中出队并运行最早的任务（例如“脚本”）。
2执行所有微任务： - 当微任务队列不为空时： - 出队并运行最旧的微任务。
3渲染更改（如果有）。
4如果宏任务队列为空，请等待直到出现宏任务。
5转到步骤1。