JavaScript 中最难理解的概念!没有之一!

对于很多初学前端的同学而言:EventLoop、宏任务、微任务 一直是一个难点内容。也经常会有同学对这一部分不理解。我每次都需要远程,手把手针对这一部分进行讲解。

今天分享一篇专门讲解 EventLoop、宏任务、微任务 的文章,写的很好,因此转发~

面试官:你了解JavaScript事件循环吗,掌握多少,把你知道的都说一下。

今天我们就来说一下,JavaScript作为一门单线程语言,如何通过事件循环(Event Loop)和任务队列(Task Queue)的机制,高效地处理异步任务,保证用户体验的流畅性。在本文中,我们将详细探讨事件循环、任务队列,以及在实际开发中的一些应用场景(面试常见笔试题)。

事件循环概述

在事件循环中,当主线程执行完当前的同步任务后,会检查事件队列中是否有待处理的事件。如果有,主线程会取出事件并执行对应的回调函数。这个循环的过程被称为事件循环(Event Loop),它由主线程任务队列两部分组成。主线程负责执行同步任务,而异步任务则通过任务队列进行处理。这种机制保证了异步任务在适当的时机能够插入执行,从而实现了JavaScript的非阻塞异步执行。

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事件循环流程如下:

  1. 主线程读取JavaScript代码,形成相应的堆和执行栈。
  2. 当主线程遇到异步任务时,将其委托给对应的异步进程(如Web API)处理。
  3. 异步任务完成后,将相应的回调函数推入任务队列。
  4. 主线程执行完同步任务后,检查任务队列,如果有任务,则按照先进先出的原则将任务推入主线程执行。
  5. 重复执行以上步骤,形成事件循环。

同步任务

同步任务是按照代码的书写顺序一步一步执行的任务。当主线程执行同步任务时,会阻塞后续的代码执行,直到当前任务执行完成。典型的同步任务包括函数调用、变量赋值、算术运算等。例如:

console.log('Step 1');
let result = add(2, 3);
console.log(result);
console.log('Step 2');

function add(a, b) {
  return a + b;
}

在上面的例子中,console.log('Step 1') 执行完毕后才会执行函数调用 add(2, 3),并等待 add 函数返回结果后才会继续执行后续代码。

异步任务

异步任务是在主线程执行的同时,通过回调函数或其他机制委托给其他线程或事件来处理的任务。在执行异步任务时,主线程不会等待任务完成,而是继续执行后续代码。包括:

  • 回调函数 callback
  • Promise/async await
  • Generator
  • 事件监听
  • 发布/订阅
  • 计时器
  • requestAnimationFrame
  • MutationObserver
  • process.nextTick
  • I/O操作

不得不说,异步执行的机制使得 JavaScript 能够更好地处理耗时操作,保持页面的响应性。

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout callback');
}, 1000);

console.log('End');

在上述例子中,setTimeout 是一个异步任务,它会在1秒后将回调函数推入任务队列,而主线程不会等待这个1秒,而是继续执行后面的 console.log('End')。当主线程的同步任务执行完成后,它会检查任务队列,将异步任务的回调函数推入执行栈,最终输出 'Timeout callback'

任务队列

上面我们讨论了同步任务和异步任务的执行过程,接下来我们将进一步探讨任务队列,了解它的最小颗粒度是如何执行的。

任务队列类型

任务队列分为宏任务队列(macrotask queue)和微任务队列(microtask queue)两种。JavaScript 引擎遵循事件循环的机制,在执行完当前宏任务后,会检查微任务队列,执行其中的微任务,然后再取下一个宏任务执行。这个过程不断循环,形成事件循环。

1、宏任务(Macrotasks)是一些较大粒度的任务,包括:

  • 所有同步任务
  • I/O操作,如文件读写、数据库数据读写等
  • setTimeoutsetInterval
  • setImmediate(Node.js环境)
  • requestAnimationFrame
  • 事件监听回调函数等

2、微任务(Microtasks)是一些较小粒度、高优先级的任务,包括:

  • Promisethencatchfinally
  • async/await中的代码
  • Generator函数
  • MutationObserver
  • process.nextTick(Node.js 环境)

任务执行过程

首先,必须要明确,在JavaScript中,所有任务都在主线程上执行。任务执行过程分为同步任务和异步任务两个阶段。异步任务的处理经历两个主要阶段:Event Table(事件表)和 Event Queue(事件队列)。

Event Table存储了宏任务的相关信息,包括事件监听和相应的回调函数。当特定类型的事件发生时,对应的回调函数被添加到事件队列中,等待执行。例如,你可以通过addEventListener来将事件监听器注册到事件表上:

document.addEventListener('click', function() {
  console.log('Hello world!');
});

微任务与 Event Queue 密切相关。当执行栈中的代码执行完毕后,JavaScript引擎会不断地检查事件队列。如果队列不为空,就将队列中的事件一个个取出,并执行相应的回调函数。

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任务队列的执行流程可概括为:

  1. 同步任务在主线程排队执行,异步任务在事件队列排队等待进入主线程执行。
  2. 遇到宏任务则推进宏任务队列,遇到微任务则推进微任务队列。
  3. 执行宏任务,执行完毕后检查当前层的微任务并执行。
  4. 继续执行下一个宏任务,执行对应层次的微任务,直至全部执行完毕。

这个流程确保了异步任务能够在适当的时机插入执行,保持程序的高效性和响应性。

如果看到这里,还觉得有点懵,我们不妨看看下面这个示例解析,一定会让你清晰明了!!!

示例解析(很重要!这也是面试常考笔试题)

console.log(1);

setTimeout(() => {
    console.log(2);
}, 0);

console.log(3);

new Promise((resolve) => {
    console.log(4);
    resolve();
    console.log(5);
}).then(() => {
    console.log(6);
});

console.log(7);

执行顺序解析:1 => 3 => 4 => 5 => 7 => 6 => 2。

  1. 创建Promise实例是同步的,所以1、3、4、5、7是同步执行的。
  2. then方法是微任务,放入微任务队列中,在当前脚本执行完毕后立即发生。
  3. 同步任务执行完毕后,执行微任务队列中的微任务。
  4. 最后,setTimeout放入宏任务队列,按照先进先出的原则执行。

注意:出现asyncawait,等价于promisethen

原创文章,作者:guozi,如若转载,请注明出处:https://www.sudun.com/ask/88410.html

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