為什么js是單線程的

我們首先要考慮下js作為瀏覽器腳本語(yǔ)言，主要用途就是和用戶互動(dòng)和操作DOM。比如js同時(shí)有兩個(gè)線程，兩個(gè)線程同時(shí)操作同一個(gè)DOM，比如一個(gè)給DOM添加內(nèi)容，一個(gè)移除DOM，那到底該聽(tīng)誰(shuí)的呢？所以這就決定了它只能是單線程，否則就會(huì)出現(xiàn)一些奇怪的問(wèn)題。

瀏覽器

我們每打開(kāi)一個(gè)tab頁(yè)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程

瀏覽器都包含哪些進(jìn)程呢

瀏覽器進(jìn)程

• 瀏覽器的主進(jìn)程（負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、主控），該進(jìn)程只有一個(gè)
• 負(fù)責(zé)瀏覽器界面顯示，用戶交互。如前進(jìn)，后退等
• 負(fù)責(zé)各個(gè)頁(yè)面的管理，創(chuàng)建和銷(xiāo)毀其他進(jìn)程
• 將渲染（renderer）進(jìn)程得到的內(nèi)存中的Bitmap（位圖），繪制到用戶界面上
• 網(wǎng)絡(luò)資源的管理，下載等

第三方插件進(jìn)程

每種類(lèi)型的插件對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程，當(dāng)使用該插件時(shí)才創(chuàng)建。因插件易崩潰，所以需要通過(guò)插件進(jìn)程來(lái)隔離，以保證插件進(jìn)程崩潰不會(huì)對(duì)瀏覽器和頁(yè)面造成影響

GPU進(jìn)程

該進(jìn)程只有一個(gè)，用于3D繪制等

渲染進(jìn)程

• 通常所說(shuō)的瀏覽器內(nèi)核（Renderer進(jìn)程，內(nèi)部是多線程）
• 每個(gè)Tab頁(yè)面都有一個(gè)渲染進(jìn)程，互不影響
• 主要作用為頁(yè)面渲染，腳本執(zhí)行，事件處理等

網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程

主要負(fù)責(zé)頁(yè)面的網(wǎng)絡(luò)資源加載。

如果瀏覽器是單進(jìn)程，那么當(dāng)一個(gè)tab頁(yè)面崩潰了，就會(huì)影響到整個(gè)瀏覽器。同時(shí)如果插件崩潰了也會(huì)影響整個(gè)瀏覽器。瀏覽器進(jìn)程有很多，每個(gè)進(jìn)程又有很多的線程，都會(huì)占用內(nèi)存。進(jìn)程之間的內(nèi)容相互隔離，這是為了保護(hù)操作系統(tǒng)中進(jìn)行互不干擾的技術(shù)，每一個(gè)進(jìn)程只能訪問(wèn)自己占有的數(shù)據(jù)，也就避免了進(jìn)程A寫(xiě)入數(shù)據(jù)到進(jìn)程B的情況。因?yàn)檫M(jìn)程之間的數(shù)據(jù)是嚴(yán)格隔離的，所以一個(gè)進(jìn)程如果崩潰了，或者掛起了，是不會(huì)影響到其他進(jìn)程的。

渲染進(jìn)程

頁(yè)面的渲染、js的執(zhí)行、事件的循環(huán)、都在渲染進(jìn)程中執(zhí)行，所以重點(diǎn)看下渲染進(jìn)程。渲染進(jìn)程是多線程的，下面看下比較常用的幾個(gè)線程

GUI線程

負(fù)責(zé)渲染瀏覽器界面，解析HTML，CSS，構(gòu)建DOM樹(shù)和RenderObject樹(shù)，布局和繪制等。

當(dāng)修改了一些元素的顏色或者背景色，頁(yè)面就會(huì)重繪（Repaint）

當(dāng)修改元素的尺寸，頁(yè)面就是重排也叫回流（Reflow）

當(dāng)頁(yè)面需要重繪和重排的時(shí)候GUI線程執(zhí)行，繪制頁(yè)面

重繪和重排的成本比較高，盡量避免重繪和重排

GUI線程和JS引擎線程是互斥的

• 當(dāng)JS引擎執(zhí)行時(shí)，GUI線程會(huì)被掛起
• GUI更新會(huì)被保存在一個(gè)隊(duì)列中，等JS引擎空閑的時(shí)候立即被執(zhí)行。

JS引擎線程

JS引擎線程就是JS內(nèi)核，負(fù)責(zé)處理JavaScript腳本程序（例如V8引擎）

JS引擎線程負(fù)責(zé)解析JavaScript腳本，運(yùn)行代碼

JS引擎一直等待任務(wù)隊(duì)列的到來(lái)，然后加以處理

• 瀏覽器同時(shí)只能有一個(gè)JS引擎線程在運(yùn)行JS程序，所以JS是單線程運(yùn)行的
• 一個(gè)Tab頁(yè)在Renderer進(jìn)程中無(wú)論什么時(shí)候都只有一個(gè)JS線程在運(yùn)行JS程序

GUI線程和JS引擎是互斥的，JS引擎線程會(huì)阻塞GUI渲染線程

如果JS執(zhí)行的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這樣就會(huì)造成頁(yè)面的渲染不連貫，導(dǎo)致頁(yè)面渲染加載阻塞。

事件觸發(fā)線程

• 屬于瀏覽器而不是JS引擎，用來(lái)控制事件循環(huán)，并且管理著一個(gè)事件隊(duì)列(task queue)
• 當(dāng)JS引擎執(zhí)行事件綁定和一些異步操作如SetTimeOut時(shí)，也可能是瀏覽器內(nèi)核的其他線程，如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、Ajax異步請(qǐng)求等，會(huì)走事件觸發(fā)線程將對(duì)應(yīng)的事件添加到對(duì)應(yīng)的線程中(比如定時(shí)器操作，便把定時(shí)器事件添加到定時(shí)器線程)，等異步事件有了結(jié)果，便把他們的回調(diào)操作添加到事件隊(duì)列，等待js引擎線程空閑時(shí)來(lái)處理。
• 當(dāng)對(duì)應(yīng)的事件符合觸發(fā)條件被觸發(fā)時(shí)，該線程會(huì)把事件添加到待處理隊(duì)列的隊(duì)尾，等待JS引擎的處理
• JS是單線程，所以這些待處理隊(duì)列中的事件都會(huì)排隊(duì)等待JS引擎處理

定時(shí)觸發(fā)器線程

• setInterval與setTimeout所在線程
• 瀏覽器定時(shí)計(jì)數(shù)器并不是由JS引擎計(jì)數(shù)的（因?yàn)镴S引擎是單線程的，如果處于阻塞線程狀態(tài)就會(huì)影響計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性）
• 通過(guò)單獨(dú)線程來(lái)計(jì)時(shí)并觸發(fā)定時(shí)（計(jì)時(shí)完畢后，添加到事件觸發(fā)線程的事件隊(duì)列中，等待JS引擎空閑后執(zhí)行）
• 注意，W3C在HTML標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，規(guī)定要求setTimeout中低于4ms的時(shí)間間隔算為4ms。

異步HTTP請(qǐng)求線程

• 在XMLHttpRequest在連接后是通過(guò)瀏覽器新開(kāi)的一個(gè)線程請(qǐng)求
• 將檢測(cè)到狀態(tài)變更時(shí)，如果設(shè)置有回調(diào)函數(shù)，異步線程就會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)變更事件，將這個(gè)回調(diào)再放入事件隊(duì)列中再由JS引擎執(zhí)行
• 簡(jiǎn)單說(shuō)就是當(dāng)執(zhí)行到一個(gè)http異步請(qǐng)求時(shí)，就把異步請(qǐng)求事件添加到異步請(qǐng)求線程，等收到響應(yīng)(準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)應(yīng)該是http狀態(tài)變化)，再把回調(diào)函數(shù)添加到事件隊(duì)列，等待js引擎線程來(lái)執(zhí)行

下面就來(lái)談?wù)勎覀兊闹仡^戲

事件循環(huán)

• JS被分為同步任務(wù)和異步任務(wù)。
• 同步任務(wù)在主線程（JS引擎線程）上執(zhí)行，形成一個(gè)執(zhí)行棧。
• 除了主線程之外，事件觸發(fā)線程管理這一個(gè)任務(wù)隊(duì)列，只要異步任務(wù)有了結(jié)果，就會(huì)在任務(wù)隊(duì)列中放入異步任務(wù)的回調(diào)。
• 當(dāng)執(zhí)行棧中所有的同步任務(wù)執(zhí)行完畢后，就會(huì)讀取任務(wù)隊(duì)列，將可運(yùn)行的異步任務(wù)（任務(wù)隊(duì)列中的事件回調(diào)，只要任務(wù)隊(duì)列中有事件回調(diào)，就說(shuō)明可以執(zhí)行）添加到執(zhí)行棧中，開(kāi)始執(zhí)行。 我們畫(huà)個(gè)圖來(lái)表示一下

let setTimeoutCallBack = function() {
  console.log('我是定時(shí)器回調(diào)');
};
let httpCallback = function() {
  console.log('我是http請(qǐng)求回調(diào)');
}

// 同步任務(wù)
console.log('我是同步任務(wù)1');

// 異步定時(shí)任務(wù)
setTimeout(setTimeoutCallBack,1000);

// 異步http請(qǐng)求任務(wù)
ajax.get('/info',httpCallback);

// 同步任務(wù)
console.log('我是同步任務(wù)2');

我們來(lái)看下這段代碼。解析一下執(zhí)行過(guò)程

• js會(huì)從上到下依次執(zhí)行，可以先理解為這段代碼的執(zhí)行環(huán)境就是主線程，也就是當(dāng)前執(zhí)行棧
• 首先 執(zhí)行console.log('我是同步任務(wù)1');
• 然后執(zhí)行到setTimeout時(shí)候，會(huì)交給定時(shí)器線程，并告訴定時(shí)器線程在1s后將setTimeoutCallBack回調(diào)交給事件觸發(fā)線程，1s后事件觸發(fā)線程把這個(gè)回調(diào)添加到了任務(wù)隊(duì)列中等待執(zhí)行
• 接著執(zhí)行ajax,會(huì)交給異步HTTP請(qǐng)求線程發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，請(qǐng)求成功后，將回調(diào)httpCallback交給事件觸發(fā)線程并放入任務(wù)隊(duì)列中等待執(zhí)行。
• 接著執(zhí)行console.log('我是同步任務(wù)2');
• 此時(shí)主線程執(zhí)行棧執(zhí)行完畢，js引擎線程已經(jīng)空閑，開(kāi)始詢(xún)問(wèn)事件觸發(fā)線程的任務(wù)隊(duì)列中是否有需要執(zhí)行的回調(diào)，如果有則將任務(wù)隊(duì)列中的回調(diào)事件加入執(zhí)行棧中，開(kāi)始執(zhí)行，如果任務(wù)隊(duì)列中沒(méi)有需要執(zhí)行的回調(diào)，js引擎會(huì)不斷的發(fā)起詢(xún)問(wèn)，直到有為止。

瀏覽器上的所有線程是的行為都很單一。

• 定時(shí)觸發(fā)線程只管理定時(shí)器并只關(guān)心定時(shí)不關(guān)注結(jié)果，定時(shí)結(jié)束后就把回調(diào)交給事件觸發(fā)線程
• 異步HTTP請(qǐng)求線程只關(guān)心http請(qǐng)求不關(guān)心結(jié)果，請(qǐng)求結(jié)束后就把回調(diào)交給時(shí)間觸發(fā)線程
• 事件觸發(fā)線程只將異步回調(diào)加入事件隊(duì)列
• JS引擎線程則執(zhí)行執(zhí)行棧中的事件，執(zhí)行棧中的代碼執(zhí)行完畢后，就會(huì)詢(xún)問(wèn)事件觸發(fā)線程的事件隊(duì)列是否有回調(diào)需要執(zhí)行，然后把事件隊(duì)列中的事件添加到執(zhí)行棧中執(zhí)行，這樣的反反復(fù)復(fù)的行為我們稱(chēng)為事件循環(huán)。

了解了事件循環(huán)下面看下宏任務(wù)和微任務(wù)

宏任務(wù) 微任務(wù)

宏任務(wù)

• 渲染事件（如解析 DOM、計(jì)算布局、繪制）
• 用戶交互事件（如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、滾動(dòng)頁(yè)面、放大縮小等）
• JavaScript 腳本執(zhí)行事件
• 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求完成、文件讀寫(xiě)完成事件

為了協(xié)調(diào)這些任務(wù)能夠有序的在主線程上執(zhí)行，頁(yè)面進(jìn)行引入了消息隊(duì)列和事件循環(huán)機(jī)制，渲染進(jìn)程內(nèi)部會(huì)維護(hù)多個(gè)消息隊(duì)列，主線程不斷的從這些任務(wù)隊(duì)列中取出任務(wù)并執(zhí)行任務(wù)。我們把這些消息隊(duì)列中的任務(wù)稱(chēng)為宏任務(wù)

常見(jiàn)的宏任務(wù)：

• 主代碼塊
• setTimeOut
• setInterval
• setImmediate -- node
• requestAnimationFrame -- 瀏覽器 JS引擎線程和GUI渲染線程是互斥的，瀏覽器為了能夠使宏任務(wù)和DOM任務(wù)有序的進(jìn)行，會(huì)在一個(gè)宏任務(wù)結(jié)束后，在一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行前，GUI渲染線程開(kāi)始工作，對(duì)頁(yè)面進(jìn)行渲染

微任務(wù)

微任務(wù)就是一個(gè)需要異步執(zhí)行的函數(shù)，執(zhí)行時(shí)機(jī)是在主函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后、當(dāng)前宏任務(wù)結(jié)束后之前。

異步回調(diào)有兩種方式

• 把異步回調(diào)函數(shù)封裝成一個(gè)宏任務(wù)，添加到消息隊(duì)列中，當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行到該任務(wù)的時(shí)候執(zhí)行回調(diào)函數(shù)
• 執(zhí)行時(shí)機(jī)是在主函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后、當(dāng)前宏任務(wù)結(jié)束之前執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，這通常都是以微任務(wù)的形式體現(xiàn)的

我們知道宏任務(wù)結(jié)束后，會(huì)執(zhí)行渲染，然后執(zhí)行下一次宏任務(wù)，微任務(wù)可以理解為當(dāng)前宏任務(wù)執(zhí)行后立即執(zhí)行的任務(wù)。

常見(jiàn)的微任務(wù)：

• process.nextTick()--node
• Promise.then()
• catch
• finally
• Object.observe
• MutationObserver

當(dāng)執(zhí)行完一個(gè)宏任務(wù)之后，會(huì)立即執(zhí)行期間所產(chǎn)生的所有微任務(wù)，然后執(zhí)行渲染

宏任務(wù)微任務(wù)的執(zhí)行流程

瀏覽器首先會(huì)執(zhí)行一個(gè)宏任務(wù)，然后執(zhí)行當(dāng)前執(zhí)行棧所產(chǎn)生的微任務(wù)，然后再渲染頁(yè)面，然后再執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)

面試題

function test() {
  console.log(1)
  setTimeout(function () { 	// timer1
    console.log(2)
  }, 1000)
}

test();

setTimeout(function () { 		// timer2
  console.log(3)
})

new Promise(function (resolve) {
  console.log(4)
  setTimeout(function () { 	// timer3
    console.log(5)
  }, 100)
  resolve()
}).then(function () {
  setTimeout(function () { 	// timer4
    console.log(6)
  }, 0)
  console.log(7)
})

console.log(8)

下面我們來(lái)分析一下整體的流程

首先應(yīng)該找到同步任務(wù)先執(zhí)行

• 當(dāng)test()調(diào)用的時(shí)候 console.log(1)會(huì)先執(zhí)行，打印1。而setTimeout（我們記作timer1）作為宏任務(wù)加入宏任務(wù)隊(duì)列
• test下面的setTimtout（我們記作timer2）作為宏任務(wù)加入宏任務(wù)隊(duì)列
• new Promise()的executer中中也會(huì)當(dāng)做同步任務(wù)執(zhí)行 所以console.log(4)打印4。而setTimeout（我們記作timer3）作為宏任務(wù)加入宏任務(wù)隊(duì)列
• 接著promise.then()作為微任務(wù)加入微任務(wù)隊(duì)列
• 最后console.log(8)作為同步任務(wù)執(zhí)行，打印8

我們?cè)倏串惒饺蝿?wù)

• 我們當(dāng)前的執(zhí)行棧本身就是宏任務(wù)，宏任務(wù)執(zhí)行完了之后應(yīng)該立即執(zhí)行微任務(wù)，這里的微任務(wù)只有Promise.then()，而setTimeout（我們記作timer4）作為宏任務(wù)加入宏任務(wù)隊(duì)列，然后執(zhí)行console.log(7)打印7
• 微任務(wù)執(zhí)行完畢之后，要執(zhí)行GUI渲染，我們代碼中沒(méi)有
• 執(zhí)行宏任務(wù)隊(duì)列，此時(shí)宏任務(wù)隊(duì)列里面有 timer1、timer2、timer3、timer4
• 按照定時(shí)時(shí)間，可以排列為：timer2、timer4、timer3、timer1依次拿出放入執(zhí)行棧末尾執(zhí)行
• 執(zhí)行timer2，console.log(3)作為同步任務(wù)打印3，然后檢查有沒(méi)有微任務(wù)和GUI渲染
• 執(zhí)行timer4，console.log(6)作為同步任務(wù)打印6，然后檢查有沒(méi)有微任務(wù)和GUI渲染
• 執(zhí)行timer3，console.log(5)作為同步任務(wù)打印5，然后檢查有沒(méi)有微任務(wù)和GUI渲染
• 執(zhí)行timer1，console.log(2)作為同步任務(wù)打印2，然后檢查有沒(méi)有微任務(wù)和GUI渲染 所以最終結(jié)果為：1、4、8、7、3、6、5、2

到此這篇關(guān)于簡(jiǎn)單聊聊JavaScript中的事件循環(huán)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JavaScript事件循環(huán)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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