笔试题之Event Loop终极篇

摘要：下面开始分析开头的代码第一轮事件循环流程整体作为第一个宏任务进入主线程，遇到，输出遇到函数声明，声明暂时不用管遇到，其回调函数被分发到微任务中。我们记为遇到，其回调函数被分发到宏任务中。

先上一道常见的笔试题

console.log("1");
async function async1() {
    console.log("2");
    await async2();
    console.log("3");
}
async function async2() {
    console.log("4");
}

process.nextTick(function() {
    console.log("5");
})

setTimeout(function() {
    console.log("6");
    process.nextTick(function() {
        console.log("7");
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log("8");
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log("9")
    })
})

async1();

new Promise(function(resolve) {
    console.log("10");
    resolve();
}).then(function() {
    console.log("11");
});
console.log("12");

大家可以先配合下面这个图片思考一下输出顺序及这么运行的原因

上面简化图解可拆分为三部分：

*Memory Heap 内存堆 —— 这是内存发生分配的地方

*Call Stack 调用栈 —— 这是代码运行时栈帧存放的位置

我们要知道的是，像setTimeOut DOM AJAX，都不是由JavaScript引擎提供，而是由浏览器提供，统称为Web APIs

1、关于javascript

javascript是一门单线程语言，虽然HTML5提出了Web-works这样的多线程解决方案，但是并没有改变JaveScript是单线程的本质。

什么是H5 Web Works？
就是将一些大计算量的代码交由web Worker运行而不冻结用户界面，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM。所以，这个新标准并没有改变JavaScript单线程的本质

2、javascript事件循环

既然js是单线程的，就是同一时间只能做一件事情。那么问题来了，我们访问一个页面，这个页面的初始化代码运行时间很长，比如有很多图片、视频、外部资源等等，难道我们也要一直在那等着吗？答案当然是 不能

所以就出现了两类任务：

同步任务

异步任务

同步和异步任务分别进入不同的 "‘场所"’ 执行。所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈；而异步任务进入Event Table并注册回调函数

当这个异步任务有了运行结果，Event Table会将这个回调函数移入Event Queue，进入等待状态

当主线程内同步任务执行完成，会去Event Queue读取对应的函数，并结束它的等待状态，进入主线程执行

主线程不断重复上面3个步骤，也就是常说的Event Loop(事件循环)。

那么我们怎么知道什么时候主线程是空的呢？
js引擎存在monitoring process进程，会持续不断的检查主线程执行栈是否为空，一旦为空，就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。

3、setTimeout和setInterval

setTimeout(fn,0)这里的延迟0秒时什么意思呢？

含义是，当主线程执行栈内为空时，不用等待，就马上执行。

setInterval和setTimeout类似，只是前者是循环的执行。对于执行顺序来说，setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue，如果前面的任务耗时太久，那么同样需要等待。

对于setInterval(fn,ms)来说，我们已经知道不是每过ms秒会执行一次fn，而是每过ms秒，会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms，那么就完全看不出来有时间间隔了。

4、promise和process.nextTick与async/await

事件循环的顺序，决定js代码的执行顺序。进入整体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行所有的微任务。

除了广义的同步任务和异步任务，我们对任务有更精细的定义：

macro-task(宏任务)：包括整体代码script、setTimeout、setInterval、I/O、UI交互事件，可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务；

micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick，且process.nextTick优先级大于promise.then。可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务；

setTimeout(fn, 0)在下一轮“事件循环”开始时执行，Promise.then()在本轮“事件循环”结束时执行。

不同类型的任务会进入对应的Event Queue：

Promise中的异步体现在then和catch中，所以写在Promise中的代码是被当做同步任务立即执行的。

await实际上是一个让出线程的标志。await后面的表达式会先执行一遍，将await后面的代码加入到microtask中，然后就会跳出整个async函数来执行后面的代码；

因为async await 本身就是promise+generator的语法糖。所以await后面的代码是microtask。

下面开始分析开头的代码

console.log("1");
async function async1() {
    console.log("2");
    await async2();
    console.log("3");
}
async function async2() {
    console.log("4");
}

process.nextTick(function() {
    console.log("5");
})

setTimeout(function() {
    console.log("6");
    process.nextTick(function() {
        console.log("7");
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log("8");
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log("9")
    })
})

async1();

new Promise(function(resolve) {
    console.log("10");
    resolve();
}).then(function() {
    console.log("11");
});
console.log("12");

第一轮事件循环流程：

整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1

遇到async1、async2函数声明，声明暂时不用管

遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1

遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1

执行async1，遇到console.log，输出2

下面这里是最难理解的地方

我们知道使用 async 定义的函数，当它被调用时，它返回的是一个Promise对象

而当await后面的表达式是一个Promise时，它的返回值实际上是Promise的回调函数resolve的参数

遇到await async2()调用，发现async2也是一个 async 定义的函数，所有直接执行输出4，同时返回了一个Promise。划重点：此时返回的Promise被分配到微任务Event Queue中，我们记为await1。await会让出线程，接下来就会跳出async1函数继续往下执行。

遇到Promise，new Promise直接执行，输出10。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1

遇到console.log，输出12

上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1 2 4 10 12

我们发现了process1、await1 和then1三个微任务

执行process1,输出5

取到 await1 ，就是 async1 放进去的Promise，执行Promise时发现又遇到了他的真命天子resolve函数，划重点：这个resolve又会被放入微任务Event Queue中，我们记为await2，然后再次跳出 async1函数 继续下一个任务。

执行then1，输出11

到这里，已经输出了1 2 4 10 12 5 11

此时还有一个await2 微任务

它是async1 放进去的Promise的resolve回调，执行它（因为 async2 并没有return东西，所以这个resolve的参数是undefined），此时 await 定义的这个 Promise 已经执行完并且返回了结果，所以可以继续往下执行 async1函数 后面的任务了，那就是console.log(3)，输出3

到这里，第一轮事件循环结束，此时，输出顺序是 1 2 4 10 12 5 11 3

第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始

遇到console.log，输出6

遇到process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2

遇到new Promise立即执行输出8，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2

上表是第二轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时输出情况是

我们发现了process2和then2两个微任务

执行process2,输出7

执行then2，输出9

第二轮事件循环结束，第二轮输出6 8 7 9

整段代码，共进行了两次事件循环，完整的输出 1 2 4 10 12 5 11 3 6 8 7 9

到这里，大家应该已经清楚了JS的事件循环机制，后面不管在工作还是面试中，肯定都是游刃有余啦～

本篇是我开始的第一篇文章，还希望大家多多支持，不吝赐教哇，也希望可以提出意见或建议。

资料参考：

promise、async和await之执行顺序的那点事
这一次，彻底弄懂 JavaScript 执行机制