浏览器事件环（EventLoop）

1. 基础知识

1. js语言特点

1. js语言是单线程语言，主线程是单线程。如UI渲染，脚本加载是主线程任务。

2. js语言采用事件循环（EventLoop）机制。

2. 同步任务：

不被引擎挂起，在主线程等待执行的, 按照顺序执行的任务。主线程任务，也算宏任务。

如： UI渲染，js执行。同一时间只能执行一个。

3. 异步任务：

一般比较消耗时间，被引擎挂起，进入任务队列，等待主线程全部执行完才能执行的任务。

异步任务分两种：

1. 微任务：Promise的then方法是微任务；微任务在主线程同步任务结束后执行。

2.宏任务： setTimeout, setInterval, ajax, click事件等。异步任务的宏任务在下一个事件循环开始执行。

上面的任务都会开辟新的线程（非主线程，单独的线程）

5. 执行上下文和作用域

作用域：

js中是静态作用域。

分为全局作用域，函数作用域，块级作用域。

作用域一般在定义和声明声明阶段就已经确定了。

变量查找会根据作用域链依次查找。

执行上下文：

执行上下文是代码执行的时候，产生的执行环境，执行栈。也叫做调用栈。

当同步任务运行时，进入执行栈，运行完成销毁调用栈。

对于递归调用的函数来说，最后被调用的是最内层函数，那么它在调用栈的最后位置。

最先执行的也是最内层函数，执行完后，销毁调用栈所处的上下文环境。

6. 栈和队列

栈： 栈是一种“后入先出”的数据结构。

同步任务（主线程任务）进入执行栈，产生执行上下文，运行完销毁运行时所在的执行环境。

队列：队列是一种“先入先出”的数据结构。

js执行过程过程中，可能会出现诸如setTimeout等WebAPI产生的异步任务。

它们满足条件后的回调函数会进入队列。

2.  事件循环机制

主线程代码执行，同步任务进入执行栈，异步任务进入任务队列。

其中主执行栈中的任务其实也是宏任务。

有一个特殊函数window.requestAnimationFrame的回调函数在宏任务和微任务之间运行。

执行顺序：

1. 先清空主执行栈中的任务。

2.js引擎查看微任务队列有没有微任务，有的话，清空微任务队列。

3. 查看宏任务队列有没有任务，如果有，取出第一个，将其加入执行栈。

执行完成后，查看微任务队列是否有任务，有的话，清空微任务队列。

4. 重复3，直到清空所有的任务。

示例：

function a(){
  console.log('a');
  function b() {
    console.log('b');
  }
  b();
}
a();
setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout1');
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('then1')
  }).then(() => {
    console.log('then2')
  }).then(() => {
    console.log('then3')
  })
},1000)
setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout2')
},500)
console.log('end');
// 运行结果如下
a // 主执行栈
b // 主执行栈
end // 清空主执行栈
// 500ms后setTimeout2加入宏任务队列，主执行栈为空，将其加入主执行栈
setTimeout2 // 清空主执行栈
// 1000ms后setTimeout1加入宏任务队列，主执行栈为空，将其加入主执行栈
setTimeout1 // 清空主执行栈
// 将then1加入微任务队列
then1// 清空微任务队列
// 将then2加入微任务队列
then2 // 清空微任务队列
// 将then3加入微任务队列
then3 // 清空微任务队列

3. 异步操作（不等于异步任务）

异步操作只是手动的实现改变函数的调用顺序。不会进入任务队列。

常见的异步操作是回调函数/事件监听模式/发布订阅模式；

异步操作又可以分为串行异步/并行异步/串并行结合异步；

1. 回调函数

普通回调函数只是改变了函数的执行顺序，并不会异步任务，也不会进入任务队列。

function a(callback){
    callback(); // 回调函数
}
function b(){}
a(b); // b是a的回调函数

2. 事件监听

事件监听函数也是指定任务的执行顺序，不会进入任务队列。

  <button>click</button>
  <script>
    function a() {
      let button = document.querySelector('button');
      button.click(); //函数a触发监听事件
    }
    function b() {// 在a执行触发后，再执行
      console.log("triggered by a");
      // 最后需要取消监听
    }
    document.addEventListener('click', b);
  </script>

3.发布订阅

任务执行后向“消息中心”发布（publish）消息, 其他任务订阅（subscribe）消息。

// 伪代码
function a() {
   XXX.publish('done'); //  发布消息;XXX表示消息中心
}
function b() {}
//  a发布后引发b执行
XXX.subscribe('done', b);//  b订阅消息

// 如果b执行完,需要取消订阅！！！
XXX.unSubscribe('done', f2);

4. 串行异步--多个异步操作

有两种实现方式：

1）回调函数--逐级嵌套

下次执行等待上次执行结束,彼此之间有耦合。setTimeout是异步任务，会进入任务队列。

示例： 执行6次回调后执行final函数

    <script>
      function asyncFn(arg, callback) {
        console.log("参数：", arg);
        setTimeout(function(){
          callback(arg*2);
        }, 1000);
      }
      function final(value) {
        console.log("the final value equals ", value)
      }
      asyncFn(1, function(result) {
        asyncFn(result, function(result1) {
          asyncFn(result1, function(result2) {
            asyncFn(result2, function(result3){
              asyncFn(result3, function(result4){
                asyncFn(result4, function(result5){
                  final(result5);
                })
              })
            })
          })
        })
      })
      console.log('00')
    </script>

执行结果如下：

参数：1 
00 
参数：2
参数：4
参数：8
参数：16
参数：32
the final value equals  64

2）自定义一个函数（递归函数）

<script>
      let items = [...new Array(6)].fill(1);
      function asyncFn(arg, callback) {
        console.log("参数：", arg);
        setTimeout(function(){
          callback(arg*2);
        }, 1000);
      }
      function final(value) {
        console.log("the final value equals ", value)
      }
      // 串行执行异步操作
      var paramValue = 1; // 初始化参数
      function serious(items) {
        if (items.shift()) {
          asyncFn(paramValue, function(result) {
            paramValue = result;
            serious(items);
          })          
        } else {
          final(paramValue)
        }
      }
      serious(items);
      console.log('00')
    </script>

执行结果和上面一样。

两种方式的执行结果都是6秒。

5. 并行执行--多个异步

并行执行的异步函数，彼此之间不存在执行先后顺序问题，没有耦合。

几个异步函数同时执行，等待6个异步操作都执行完成后，执行final。

    <script>
      let items = [...new Array(6)].fill(1);
      function asyncFn(arg, callback) {
        console.log("参数：", arg);
        setTimeout(function(){
          callback(arg*2);
        }, 1000);
      }
      function final(value) {
        console.log("the final value equals ", value)
      }
      var result=[];
      items.forEach((item, index) => [
        asyncFn(index+1, function(res) {
          result.push(res);
          if (result.length === 6) { // 判断6个异步都执行完成
            final(res);
          }
        })
      ])
    </script>

执行结果如下：

参数：1
参数：2
参数：3
参数：4
参数：5
参数：6
the final value equals  12

并行执行完成耗时1秒

6. 串并行结合

串行异步操作耗时较多；并行效率，但是占用资源多，如果并行操作过多，很容易耗尽系统资源。

可以通过限制并行的个数来提高效率的同时，避免过分占用资源。

示例： 保证每次同时执行的异步任务是3个，等6个异步操作执行完成后执行final

<script>
      function asyncFn(arg, callback) {
        console.log("参数：", arg);
        setTimeout(function(){
          callback(arg*2);
        }, 1000);
      }
      function final(value) {
        console.log("the final value equals ", value)
      }
      let items = Array.from(new Array(6), (_,index)=> index+1);
      let result=[];
      let limit = 3; //最大3个
      let running = 0; // 正在执行的个数
      function both() {
        while(running < limit && items.length > 0){
          let item = items.shift();
          asyncFn(item, function(result) {
            running--;
            if (items.length > 0) {
              both();
            } else if (running ===0 ) { // 执行完毕
              final(result)
            }
          })
          running++;
        }        
      }
      both();
    </script>

执行结果同上。 

耗时2秒