浏览器中的Event Loop

进程与线程

JS是单线程执行的，那么什么是线程呢？

讲到线程，那么肯定也得说一下进程，本质上来说，两个名词都是CPU工作时间片的一个描述。

进程描述了CPU在运行指令及加载和保存上下文所需的时间，放在应用上来说就代表了一个程序。线程是进程中的更小的单位，描述了执行一段指令所需的时间。

把这些概念拿到浏览器中来说，当你打开一个 Tab 页时，其实就是创建了一个进程，一个进程中可以有多个线程，比如渲染线程、JS 引擎线程、HTTP 请求线程等等。当你发起一个请求时，其实就是创建了一个线程，当请求结束后，该线程可能就会被销毁。

上面说到JS引擎线程和渲染线程，在JS运行的时候可能会阻止UI渲染，这说明了两个线程是互斥的。这其中的原因是因为JS可以修改DOM，如果在JS执行的时候UI线程还在工作，就可能导致不安全的渲染UI。

这其实也是单线程的一个好处，得益于JS是单线程运行的，可以达到节省内存，节约上下文切换时间，没有锁的问题。

执行栈

可以把执行栈认为是一个存储函数调用的栈结构，遵循先进后出的原则

比如说执行下面这段代码：

function foo (b) {
    let a = 5
    return a * b + 10
}
function bar (x) {
    let y = 3
    return foo(x * y)
}

console.log(bar(6))

其会先执行一个main函数，然后执行我们的代码，根据先进后出的原则，后执行的函数会先弹出栈。

我们在报错中也可以找到执行栈的痕迹

function foo() {
  throw new Error('error')
}
function bar() {
  foo()
}
bar()

可以清晰的看到报错在foo函数，foo函数又是在bar函数中调用的

当我们使用递归的时候，因为栈可存放的函数是有限制的，一旦存放了过多的函数且没有得到释放的话，就会出现栈溢出的情况。

浏览器中的Event Loop

通过上面的代码，我们知道了当我们执行JS代码的时候其实就是往执行栈中放入函数，那么遇到异步代码的时候该怎么办？其实当遇到异步的代码时，会被挂起并在需要执行的时候加入到Task(有多种Task)队列中。一旦执行栈为空，Event Loop就会从Task队列中拿出需要执行的代码并放入执行栈中执行，所以本质上说JS中的异步还是同步行为。

不同的任务源会被分配到不同的Task队列中，任务源可以分为微任务(microTask) 和 宏任务(macrotask)。在ES6规范中，microtask称为jobs， macrotask称为task。下面来看以下代码的执行顺序

console.log('script start')

async function async1() {
await async2()
console.log('async1 end')
}
async function async2() {
console.log('async2 end')
}
async1()

setTimeout(function() {
console.log('setTimeout')
}, 0)

new Promise(resolve => {
console.log('Promise')
resolve()
})
.then(function() {
    console.log('promise1')
})
.then(function() {
    console.log('promise2')
})

console.log('script end')
// script start -> async2 end -> Promise -> script end
// -> promise1 -> promise2 -> async1 end -> setTimeout

我们先看上述代码中的async和await的执行顺序，当我们调用async1函数时，会马上输出async2 end，并且函数返回一个Promise，接下来在遇到await的时候就会让出线程开始执行async1外的代码，所以我们完全可以把await看成是让出线程的标志。

然后当同步代码执行完，就会去执行所有的异步代码，那么先回到await的位置执行返回的Promise的resolve函数，这时又会把resolve丢到微队列中，接下来去执行下面我们new Promise出来的两个then中的回调，当两个then中的回调全部执行完毕以后，又会回到await的位置处理返回值，这时候可以看成是Promise.resolve(返回值).then(), 然后await后的代码会被全部包裹进then的回调中，所以console.log('async1 end')会优先执行于setTimeout

两个async函数类似于下面的代码

new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('async2 end')
  // Promise.resolve() 将代码插入微任务队列尾部
  // resolve 再次插入微任务队列尾部
  resolve(Promise.resolve())
}).then(() => {
  console.log('async1 end')
})

也就是说，如果await后面跟着Promise的话，async1 end需要等待3个tick才能执行到，那么，其实这个性能相对来说还是略慢的。所以 V8 团队借鉴了 Node 8 中的一个 Bug，在引擎底层将三次 tick 减少到了二次 tick。但是这种做法其实是违法了规范的，当然规范也是可以更改的，这是 V8 团队的一个 PR，目前已被同意这种做法。但是从我们浏览器的运行结果来看，好像还是没有改。

所以Event Loop的执行顺序如下所示：

• 首先执行同步代码，这属于宏任务
• 当执行完所有同步代码后，执行栈为空，查询是否有异步代码需要执行
• 执行所有微任务
• 当执行完所有微任务后，如有必要会渲染页面
• 然后开始下一轮的Event Loop，执行宏任务中的异步代码。也就是setTimeout中的回调

所以以上代码虽然setTimeout写在Promise之前，但是因为Promise属于微任务而setTimeout属于宏任务，所以会有以上的打印。

微任务包括：process.nextTick, promise, MutationObserver

宏任务包括：script， setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering

这里很多人会有个误区，认为微任务快于宏任务，其实是错误的。因为宏任务中包括了 script ，浏览器会先执行一个宏任务，接下来有异步代码的话才会先执行微任务。