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什么是javascript的事件循环

article 2024/9/30 13:43:34

JavaScript 的 事件循环（Event Loop） 是其执行机制的核心，用来处理异步操作，使得 JavaScript 能够实现非阻塞式的单线程异步编程。为了理解事件循环，首先要了解 JavaScript 是单线程的语言，这意味着它一次只能执行一个任务。但在实际应用中，比如 I/O 操作（网络请求、定时器、用户事件等），JavaScript 使用事件循环机制来管理异步任务，使其在需要的时候能继续执行而不阻塞主线程。

1. JavaScript 执行模型概览

JavaScript 的执行环境中包括以下几个关键概念：

调用栈（Call Stack）：调用栈是 JavaScript 用来管理函数执行的地方。当一个函数被调用时，它会被压入调用栈，执行完成后弹出。
任务队列（Task Queue）：也叫 消息队列（Message Queue），存放异步任务的回调函数，如 setTimeout、Promise、事件处理函数等。
事件循环（Event Loop）：事件循环是负责检查调用栈是否为空，并决定何时将任务队列中的任务推入调用栈执行的机制。

2. 事件循环的运行机制

事件循环的核心工作流程如下：

同步任务：所有同步任务都会直接在 调用栈（Call Stack） 上依次执行。
异步任务：当遇到异步任务（如 setTimeout、Promise、I/O 操作）时，这些任务会被放到相应的 任务队列 中，而不会立即执行。
事件循环（Event Loop）：事件循环会不断检查调用栈是否为空。当调用栈为空时，它会查看 任务队列 是否有可执行的任务。如果有，它会将任务队列中的第一个任务放入调用栈中执行。
继续执行：当某个异步任务的回调函数被执行完，事件循环会再次检查任务队列，重复上述过程。

3. 宏任务和微任务

JavaScript 中的异步任务大致可以分为 宏任务（Macro-task） 和 微任务（Micro-task），这两者的执行顺序是事件循环中至关重要的部分。

宏任务（Macro-task）包括：setTimeout、setInterval、I/O 操作、script（整体代码）、事件监听器等。
微任务（Micro-task）包括：Promise.then()、process.nextTick（Node.js）、MutationObserver。

执行顺序：

事件循环每次循环称为一个 tick，每次 tick 开始时，会先执行 调用栈中的所有同步任务。
当调用栈为空后，会执行 微任务队列（Micro-task Queue） 中的所有任务，直到微任务队列清空。
在微任务执行完毕之后，事件循环才会去执行下一个 宏任务队列 中的任务。
重复以上步骤。

示例：

console.log('Start'); // 同步任务

setTimeout(() => {
  console.log('Macro-task: setTimeout'); // 宏任务
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Micro-task: Promise'); // 微任务
});

console.log('End'); // 同步任务

执行顺序：

console.log('Start') 和 console.log('End') 是同步任务，直接进入调用栈依次执行。
setTimeout 是宏任务，它的回调函数会被放入宏任务队列中，稍后执行。
Promise.then 是微任务，微任务会在同步任务结束后立即执行。
最后，setTimeout 的回调才会执行。

输出结果：

Start
End
Micro-task: Promise
Macro-task: setTimeout

4. 典型的异步操作

setTimeout 和 setInterval：它们是常见的定时器函数，回调函数会被放入宏任务队列中，等待事件循环调度。
Promise：Promise 是微任务，它的 then 和 catch 回调会被放入微任务队列中，优先于宏任务执行。
requestAnimationFrame：这个函数专门用于高效的动画渲染，在浏览器的帧刷新之前执行其回调。
I/O 操作：如网络请求的回调会在 I/O 事件完成后放入宏任务队列中。

5. 事件循环在浏览器和 Node.js 中的区别

浏览器 中，事件循环的机制更侧重于处理用户事件和 UI 渲染。每次事件循环中的宏任务执行完之后，浏览器会重新渲染页面，然后再执行下一个任务。
Node.js 的事件循环更复杂一些，尤其在处理 I/O 和定时器方面有更详细的阶段划分。Node.js 的事件循环大致分为几个阶段：timers 阶段（执行定时器回调）、I/O callbacks 阶段、idle, prepare 阶段、poll 阶段（处理 I/O 事件）、check 阶段（执行 setImmediate）、close 阶段（关闭回调）。