[JS開發者應懂的33個概念]1.事件循環

在Github上看到一個關于JavaScript開發者應懂的33個概念,個人認為里面的內容還是挺常見的,因此打算根據其目錄對JavaScript進行一次知識點的梳理。
附上其GitHub地址:
https://github.com/stephentian/33-js-concepts

關于JavaScript

JS是一門單線程語言,它有一個調用棧(Call Stack)—— 后進先出,當函數執行時,函數會先進入到調用棧當中;JS會根據調用棧的次序,一步步往下執行代碼,直到調用棧清空。舉個簡單的例子:

function first() {
    console.log('first')
    second()
}

function second() {
    console.log('second')
}

first()
console.log('Hi JavaScript')

此時,JS的調用棧情況如下:

調用棧情況

程序開始,調用棧為空,程序自上而下開始執行,當遇到函數時,則會將其放進調用棧并進入函數內繼續執行,若在函數內部遇到其他函數,也會進行同樣的操作,只到函數執行完成后,則會退出調用棧,繼續執行當前函數直到結束。

而我們需要一個環境可以運行JS代碼,這時候就需要JS引擎,JS引擎有很多,當前我們聽的最多的就是Google開發的V8引擎了,下面是一個實現了JavaScript引擎的流行項目列表:

  • V8? — ?開源,由 Google 開發,用 C ++ 編寫

  • Rhino — ?由 Mozilla 基金會管理,開源,完全用 Java 開發

  • SpiderMonkey? —? 是第一個支持 Netscape Navigator 的 JavaScript 引擎,目前正供 Firefox 使用

  • JavaScriptCore? — ?開源,由蘋果公司為 Safari 開發

  • KJS — ?KDE 的引擎,最初由 Harri Porten 為 KDE 項目中的 Konqueror 網頁瀏覽器開發

  • Chakra (JScript9) — ?Internet Explorer

  • Chakra (JavaScript)? —? Microsoft Edge

  • Nashorn, 作為 OpenJDK 的一部分,由 Oracle Java 語言和工具組編寫

  • JerryScript — 物聯網的輕量級引擎

JavaScript引擎

它主要由兩部分組成:

  • 內存堆:這是內存分配的地方

  • 調用棧:這是你的代碼執行時的地方

JS引擎組成

平常我們運行的JS代碼就是運行在JS引擎當中,它其中的運行環境如下圖所示:

事件循環

因此,JS在引擎下執行并不像上述例子這么簡單,代碼自上而下執行就完事了。JS在瀏覽下的引擎執行,瀏覽器本身還會提供很多引擎之外的Web API,最終產生了事件循環、任務隊列這些概念。

事件循環

  • JS的任務分為兩類:同步任務和異步任務

  • 同步任務都在主線程上執行,形成一個執行棧

  • 主線程以外,事件觸發線程管理著一個任務隊列,只要異步任務有了結果就會往任務隊列中添加

  • 當執行棧的同步任務執行完成后,系統就會依次讀取任務隊列中的事件到執行棧中執行

其中,這里的任務隊列還分為宏任務(macrotask)微任務(microtask)

宏任務包括:

整體代碼script,setTimeout,setInterval

微任務包括:

Promise,process.nextTick

總結

簡單總結事件循環的執行順序:

  1. 程序開始首先在調用棧中開始執行同步任務(個人理解:宏任務當中也包括了同步任務,所以可以理解為程序開始首先執行宏任務)。

  2. 當執行過程中遇到了異步任務,此時就會將其放入任務隊列(此時區分宏任務和微任務環境)當中,等待調用棧進入空閑狀態。

  3. 當調用棧執行完成當前宏任務后,就會將進入微任務的事件依次執行,直到微任務列表清空再次開啟新一輪的宏任務。

  4. 如此循環直到所有事件執行完畢

舉例

下面例子幫助理解:

console.log('1');

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})
process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})

我們來看這個例子的執行過程:

  • 首先,程序開始執行整體script代碼(此時可以看作一個宏任務環境),代碼從上到下依次執行。

  • 遇到console.log('1'),輸出1,``new Promise`屬于同步任務,其then屬于異步任務

  • 然后,代碼依次遇到setTimeoutprocess.nextTicknew Promise.thensetTimeout,我們依次對它們進行‘分類':

    這里的宏任務是兩個setTimeout

    微任務依次是process.nextTick、promise.then操作

    因此,第一輪宏任務結束下來輸出:1 7 6 8

  • 接下來是新的一輪宏任務,既第一次出現的setTimeout,分析思路仍然和上述一樣,依次對其'分類',結果就會一目了然。

這里只是針對JS的事件循環進行了分析,也只是JS執行機制的一部分,但從JS執行機制的角度出發,會發現還有很多地方還是懵懵懂懂的,但因為知識儲備不扎實,仍然有很多地方無法理解,仍需要進一步學習。

參考資料

本文參考了多篇文章,參考資料如下:

  1. 從瀏覽器多進程到JS單線程,JS運行機制最全面的一次梳理

    http://www.dailichun.com/2018/01/21/js_singlethread_eventloop.html

    (這篇文章分析的很好,對JS運行機制涉及的知識點都進行了分析、梳理,看完可以有一個整體的認知)

  2. 這一次,徹底弄懂 JavaScript 執行機制

    https://juejin.im/post/59e85eebf265da430d571f89#heading-4

    (這篇文章主要講解了JS的事件循環,例子是從這里摘取的,同時也在這里學習了如何分析整個事件循環的過程)

  3. [譯] JavaScript 如何工作:對引擎、運行時、調用堆棧的概述

    https://juejin.im/post/5a05b4576fb9a04519690d42#heading-2

    (這篇文章主要了解JS的一些常識性知識,之前一直不清楚JS引擎是怎么一回事)

  4. 深入理解js事件循環機制(瀏覽器篇)

    http://lynnelv.github.io/js-event-loop-browser

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