JS时间循环-宏任务与微任务

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1.关于javascript

javascript是一门单线程语言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但javascript是单线程这一核心仍未改变。所以一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的，一切javascript多线程都是纸老虎！

2.javascript事件循环

既然js是单线程，那就像只有一个窗口的银行，客户需要排队一个一个办理业务，同理js任务也要一个一个顺序执行。如果一个任务耗时过长，那么后一个任务也必须等着。那么问题来了，假如我们想浏览新闻，但是新闻包含的超清图片加载很慢，难道我们的网页要一直卡着直到图片完全显示出来？因此聪明的程序员将任务分为两类：

• 同步任务
• 异步任务

当我们打开网站时，网页的渲染过程就是一大堆同步任务，比如页面骨架和页面元素的渲染。而像加载图片音乐之类占用资源大耗时久的任务，就是异步任务。关于这部分有严格的文字定义，但本文的目的是用最小的学习成本彻底弄懂执行机制，所以我们用导图来说明：

导图要表达的内容用文字来表述的话：

• 同步和异步任务分别进入不同的执行"场所"，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数。
• 当指定的事情完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue。
• 主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行。
• 上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)。

我们不禁要问了，那怎么知道主线程执行栈为空啊？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.Promise与process.nextTick(callback)

Promise的定义和功能本文不再赘述，不了解的读者可以学习一下阮一峰老师的Promise。而process.nextTick(callback)类似node.js版的"setTimeout"，在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。

我们进入正题，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
• micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick

不同类型的任务会进入对应的Event Queue，比如setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。

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。

事件循环的进程模型

• 选择当前要执行的任务队列，选择任务队列中最先进入的任务，如果任务队列为空即null，则执行跳转到微任务（MicroTask）的执行步骤。
• 将事件循环中的任务设置为已选择任务。
• 执行任务。
• 将事件循环中当前运行任务设置为null。
• 将已经运行完成的任务从任务队列中删除。
• microtasks步骤：进入microtask检查点。
• 更新界面渲染。
• 返回第一步。

执行栈在执行完同步任务后，查看执行栈是否为空，如果执行栈为空，就会去检查微任务(microTask)队列是否为空，如果为空的话，就执行Task（宏任务），否则就一次性执行完所有微任务。
每次单个宏任务执行完毕后，检查微任务(microTask)队列是否为空，如果不为空的话，会按照先入先出的规则全部执行完微任务(microTask)后，设置微任务(microTask)队列为null，然后再执行宏任务，如此循环。

例子：

 输出结果：

1 7 6 8 2 4 3 5 9 11 10 12

4.process.nextTick和Promise都是Microtasks（微任务），为什么process.nextTick会先执行？

rocess.nextTick 永远大于 promise.then，原因其实很简单。。。在Node中，_tickCallback在每一次执行完TaskQueue中的一个任务后被调用，而这个_tickCallback中实质上干了两件事：

1.nextTickQueue中所有任务执行掉(长度最大1e4，Node版本v6.9.1)

2.第一步执行完后执行_runMicrotasks函数，执行microtask（微任务）中的部分(promise.then注册的回调)

所以很明显 process.nextTick > promise.then

5.总结

(1)js的异步

我们从最开头就说javascript是一门单线程语言，不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步，其实都是用同步的方法去模拟的，牢牢把握住单线程这点非常重要。

(2)事件循环Event Loop

事件循环是js实现异步的一种方法，也是js的执行机制。

(3)javascript的执行和运行

执行和运行有很大的区别，javascript在不同的环境下，比如node，浏览器，Ringo等等，执行方式是不同的。而运行大多指javascript解析引擎，是统一的。

(4)setImmediate

微任务和宏任务还有很多种类，比如setImmediate等等，执行都是有共同点的，有兴趣的同学可以自行了解。

(5)最后的最后

• javascript是一门单线程语言
• Event Loop是javascript的执行机制

6.深入浅出分析process.nextTick() 

process.nextTick() 是 Node 的一个定时器，让任务可以在指定的时间运行。其中 Node 一共提供了 4 个定时器，它们分别是 setTimeout()、setInterval()、setImmediate()、process.nextTick()。

process.nextTick() 这个名字有点误导，它是在本轮循环执行的，而且是所有异步任务里面最快执行的。

Node 执行完所有同步任务，接下来就会执行process.nextTick的任务队列。所以，下面这行代码是第二个输出结果。

 process.nextTick(() => console.log(3));

基本上，如果你希望异步任务尽可能快地执行，那就使用 process.nextTick。

根据语言规格，Promise 对象的回调函数，会进入异步任务里面的”微任务”（microtask）队列。
微任务队列追加在 process.nextTick 队列的后面，也属于本轮循环。所以，下面的代码总是先输出 3，再输出 4。

 process.nextTick(() => console.log(3)); 
 Promise.resolve().then(() => console.log(4)); // 3 // 4

注意，只有前一个队列全部清空以后，才会执行下一个队列。

 process.nextTick(() => console.log(1)); 
 Promise.resolve().then(() => console.log(2)); 
 process.nextTick(() => console.log(3)); 
 Promise.resolve().then(() => console.log(4)); // 1 // 3 // 2 // 4

上面代码中，全部 process.nextTick 的回调函数，执行都会早于 Promise 的。