事件循环 EventLoop

概念

  1. 浏览器、JS、执行引擎的关系

JS:一门计算机语言,提供了表达程序逻辑的语法和实现基本功能的 API

浏览器:JS 语言的真实运行环境,又称之为 JS 的宿主环境

JS 执行引擎:JS 宿主环境(例如浏览器)中的一个功能模块,用于解析并执行 JS

它们的关系如下:

浏览器、JS、执行引擎的关系

  1. 进程 和 线程

进程:当一个应用程序运行时,需要使用内存和 CPU 资源,这些资源需要向操作系统申请。操作系统以进程的方式来分配这些资源,一个进程就代表着一块独立于其他进程的内存空间。一个应用程序要运行,必须至少有一个进程启动。进程的最大特点是独立,一个进程不能随意的访问其他进程的资源。这就保证了多个程序在操作系统上运行互不干扰。

进程

线程:可能要同时执行多个任务,每个任务需要在一个线程上运行,线程与线程之间相对独立,但可以共享应用程序的进程数据。

线程

  1. 如何理解 JS 的单线程

我们之所以称 JS 为单线程的语言,是因为它的执行引擎只有一个线程,并且不会在执行期间开启新的线程。而并非浏览器是单线程的。

单线程的应用程序具有以下的特点:

  • 易于学习和理解:所有代码都是按照顺序从上到下执行的
  • 易于掌控程序:由于代码都按照顺序执行,不会出现中断,也没有共享资源的争夺问题,极大的降低了开发难度。
  • 更加合理的利用计算机资源:创建新的线程和销毁线程都会耗费额外的 CPU 和内存资源,没有良好的线程设计,将导致程序运行效率低下。而单线程的应用不受此影响

JS 的单线程

  1. JS 如何处理多任务

任何一个程序在执行期间都可能会开启多个任务,比如:

1). 任务 1:程序启动时开始进行一些操作 2). 任务 2:开启一个计时器,每隔一段时间去做一些事 3). 任务 3:监听按钮是否被点击,当按钮被点击后,去做一些事

由于 JS 的执行线程只有一个,因此,它通过异步的方式来解决这些任务

下面是单线程的异步和多线程的对比

多线程:

多线程

可以看到,如果以多线程的方式运行,会导致程序代码在某些时候会有重叠执行的情况出现,如果这些代码凑巧在使用共享数据,将难以控制最终的运行结果。

而使用异步的方式就解决了该问题:

异步

可以看出,使用异步之后,所有的 JS 代码都在单个线程中执行,不会出现多个任务同时执行的情况,自然就不会出现资源争夺的问题。

  1. 同步代码 和 异步代码

同步代码:程序启动后,在 JS 执行线程上立即执行的任务代码

异步代码:收到宿主环境(浏览器)的其它线程通知,即将在 JS 执行线程上执行的代码,例如计时器回调函数中的代码,事件中的代码。JS 中的异步代码往往放到一个函数中,该函数称为异步函数,或者描述为,该函数是异步的

  1. 执行栈

为了保证 JS 代码有序的执行,JS 执行引擎使用执行栈来组织 JS 代码

每当调用一个函数时,都会在执行栈中创建一个执行上下文,上下文中提供了函数执行需要的环境,创建了上下文之后,再执行函数

事件循环

事件循环是 JS 处理异步函数的具体方法

具体的做法是:

  1. 执行 执行栈 中的代码
  2. 遇到一些特殊代码交给浏览器的其他线程处理
  3. 将执行栈中的代码全部执行完毕
  4. 从事件队列中取出第一个任务放入执行栈,然后重复第 1 步

事件循环

事件队列在不同的宿主环境中有所差异,大部分宿主环境会将事件队列进行细分。在浏览器中,事件队列分为两种:

  • 宏任务(队列):macroTask,计时器结束的回调、事件回调、http 回调等等绝大部分异步函数进入宏队列
  • 微任务(队列):microTask,Promise.then, MutationObserveropen in new window

事件队列

当执行栈清空时,JS 引擎首先会将微任务中的所有任务依次执行结束,如果没有微任务,则执行宏任务。