「硬核JS」一次搞懂JS運(yùn)行機(jī)制

以下文章來源于不正經(jīng)的前端 ,作者isboyjc

前言
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從開始做前端到目前為止,陸續(xù)看了很多帖子講JS運(yùn)行機(jī)制,看過不久就忘了,還是自己理一遍好些

通過碼字使自己對(duì)JS運(yùn)行機(jī)制相關(guān)內(nèi)容更加深刻(自己用心寫過的貼子,內(nèi)容也會(huì)牢記于心)

順道給大家看看(我太難了,深夜碼字,反復(fù)修改,說這么多就是想請(qǐng)你點(diǎn)個(gè)贊在看)

參考了很多資料(帖子),取其精華,去其糟糠,都在文末,可自行了解

是時(shí)候搞一波我大js了

從零到一百再到一,從多方面了解JS的運(yùn)行機(jī)制,體會(huì)更深刻,請(qǐng)認(rèn)真讀下去

本文大致分為以下這樣的步驟來幫助我們由廣入深更加清晰的了解JS運(yùn)行機(jī)制

首先我們要了解進(jìn)程和線程的概念

其次我們要知道瀏覽器的進(jìn)程線程常識(shí)

再然后通過Event Loop、宏任務(wù)(macrotask)微任務(wù)(microtask)來看瀏覽器的幾個(gè)線程間是怎樣配合的

再然后通過例子來印證我們的猜想

最后提下NodeJS的運(yùn)行機(jī)制

靈魂一問
JS運(yùn)行機(jī)制在平常前端面試時(shí)不管是筆試題還是面試題命中率都極高

說到JS運(yùn)行機(jī)制,你知道多少

看到這大家可能會(huì)說:JS運(yùn)行機(jī)制嘛,很簡(jiǎn)單,事件循環(huán)、宏微任務(wù)那點(diǎn)東西

是的,作為一名前端我們都了解,但是如果這真的面試問到了這個(gè)地方,你真的可以答好嗎(靈魂一問???)

不管你對(duì)JS了解多少,到這里大家不防先停止一下閱讀,假設(shè)你目前在面試,面試官讓你闡述下JS運(yùn)行機(jī)制,思考下你的答案,用20秒的時(shí)間(面試時(shí)20s已經(jīng)很長(zhǎng)了),然后帶著答案再接著往下看,有人曾經(jīng)說過:沒有思考的閱讀純粹是消磨時(shí)間罷了,這話很好(因?yàn)槭俏艺f的,皮一下??)

也有很多剛開始接觸JS的同學(xué)會(huì)被任務(wù)隊(duì)列 執(zhí)行棧 微任務(wù) 宏任務(wù)這些高大上點(diǎn)的名字搞的很懵

接下來,我們來細(xì)致的梳理一遍你就可以清晰的了解它們了

進(jìn)程與線程
什么是進(jìn)程
我們都知道,CPU是計(jì)算機(jī)的核心,承擔(dān)所有的計(jì)算任務(wù)

官網(wǎng)說法,進(jìn)程是CPU資源分配的最小單位

字面意思就是進(jìn)行中的程序,我將它理解為一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行且擁有自己的資源空間的任務(wù)程序

進(jìn)程包括運(yùn)行中的程序和程序所使用到的內(nèi)存和系統(tǒng)資源

CPU可以有很多進(jìn)程,我們的電腦每打開一個(gè)軟件就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程,為什么電腦運(yùn)行的軟件多就會(huì)卡,是因?yàn)镃PU給每個(gè)進(jìn)程分配資源空間,但是一個(gè)CPU一共就那么多資源,分出去越多,越卡,每個(gè)進(jìn)程之間是相互獨(dú)立的,CPU在運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程時(shí),其他的進(jìn)程處于非運(yùn)行狀態(tài),CPU使用 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 來實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程

什么是線程
線程是CPU調(diào)度的最小單位

線程是建立在進(jìn)程的基礎(chǔ)上的一次程序運(yùn)行單位,通俗點(diǎn)解釋線程就是程序中的一個(gè)執(zhí)行流,一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程

一個(gè)進(jìn)程中只有一個(gè)執(zhí)行流稱作單線程,即程序執(zhí)行時(shí),所走的程序路徑按照連續(xù)順序排下來,前面的必須處理好,后面的才會(huì)執(zhí)行

一個(gè)進(jìn)程中有多個(gè)執(zhí)行流稱作多線程,即在一個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程來執(zhí)行不同的任務(wù),也就是說允許單個(gè)程序創(chuàng)建多個(gè)并行執(zhí)行的線程來完成各自的任務(wù)

進(jìn)程和線程的區(qū)別
進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配資源的最小單位,線程是程序執(zhí)行的最小單位

一個(gè)進(jìn)程由一個(gè)或多個(gè)線程組成,線程可以理解為是一個(gè)進(jìn)程中代碼的不同執(zhí)行路線

進(jìn)程之間相互獨(dú)立,但同一進(jìn)程下的各個(gè)線程間共享程序的內(nèi)存空間(包括代碼段、數(shù)據(jù)集、堆等)及一些進(jìn)程級(jí)的資源(如打開文件和信號(hào))

調(diào)度和切換:線程上下文切換比進(jìn)程上下文切換要快得多

多進(jìn)程和多線程
多進(jìn)程:多進(jìn)程指的是在同一個(gè)時(shí)間里,同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中如果允許兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)。多進(jìn)程帶來的好處是明顯的,比如大家可以在網(wǎng)易云聽歌的同時(shí)打開編輯器敲代碼,編輯器和網(wǎng)易云的進(jìn)程之間不會(huì)相互干擾

多線程:多線程是指程序中包含多個(gè)執(zhí)行流,即在一個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程來執(zhí)行不同的任務(wù),也就是說允許單個(gè)程序創(chuàng)建多個(gè)并行執(zhí)行的線程來完成各自的任務(wù)

JS為什么是單線程
JS的單線程,與它的用途有關(guān)。作為瀏覽器腳本語言,JavaScript的主要用途是與用戶互動(dòng),以及操作DOM。這決定了它只能是單線程,否則會(huì)帶來很復(fù)雜的同步問題。比如,假定JavaScript同時(shí)有兩個(gè)線程,一個(gè)線程在某個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)上添加內(nèi)容,另一個(gè)線程刪除了這個(gè)節(jié)點(diǎn),這時(shí)瀏覽器應(yīng)該以哪個(gè)線程為準(zhǔn)?

還有人說js還有Worker線程,對(duì)的,為了利用多核CPU的計(jì)算能力,HTML5提出Web Worker標(biāo)準(zhǔn),允許JavaScript腳本創(chuàng)建多個(gè)線程,但是子線程是完 全受主線程控制的,而且不得操作DOM

所以,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并沒有改變JavaScript是單線程的本質(zhì)

了解了進(jìn)程和線程之后,接下來看看瀏覽器解析,瀏覽器之間也是有些許差距的,不過大致是差不多的,下文我們皆用市場(chǎng)占有比例最大的Chrome為例

瀏覽器
瀏覽器是多進(jìn)程的
作為前端,免不了和瀏覽器打交道,瀏覽器是多進(jìn)程的,拿Chrome來說,我們每打開一個(gè)Tab頁(yè)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程,我們使用Chrome打開很多標(biāo)簽頁(yè)不關(guān),電腦會(huì)越來越卡,不說其他,首先就很耗CPU

瀏覽器包含哪些進(jìn)程
Browser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,與用戶交互。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

GPU進(jìn)程

該進(jìn)程也只有一個(gè),用于3D繪制等等

渲染進(jìn)程(重)

即通常所說的瀏覽器內(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

為什么瀏覽器要多進(jìn)程
我們假設(shè)瀏覽器是單進(jìn)程,那么某個(gè)Tab頁(yè)崩潰了,就影響了整個(gè)瀏覽器,體驗(yàn)有多差

同理如果插件崩潰了也會(huì)影響整個(gè)瀏覽器

當(dāng)然多進(jìn)程還有其它的諸多優(yōu)勢(shì),不過多闡述

瀏覽器進(jìn)程有很多,每個(gè)進(jìn)程又有很多線程,都會(huì)占用內(nèi)存

這也意味著內(nèi)存等資源消耗會(huì)很大,有點(diǎn)拿空間換時(shí)間的意思

到此可不只是為了讓我們理解為何Chrome運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了電腦會(huì)卡,哈哈,第一個(gè)重點(diǎn)來了

簡(jiǎn)述渲染進(jìn)程Renderer(重)
頁(yè)面的渲染,JS的執(zhí)行,事件的循環(huán),都在渲染進(jìn)程內(nèi)執(zhí)行,所以我們要重點(diǎn)了解渲染進(jìn)程

渲染進(jìn)程是多線程的,我們來看渲染進(jìn)程的一些常用較為主要的線程

渲染進(jìn)程Renderer的主要線程
GUI渲染線程
負(fù)責(zé)渲染瀏覽器界面,解析HTML,CSS,構(gòu)建DOM樹和RenderObject樹,布局和繪制等

解析html代碼(HTML代碼本質(zhì)是字符串)轉(zhuǎn)化為瀏覽器認(rèn)識(shí)的節(jié)點(diǎn),生成DOM樹,也就是DOM Tree

解析css,生成CSSOM(CSS規(guī)則樹)

把DOM Tree 和CSSOM結(jié)合,生成Rendering Tree(渲染樹)

當(dāng)我們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)我們修改元素的尺寸,頁(yè)面就會(huì)回流(Reflow)

當(dāng)頁(yè)面需要Repaing和Reflow時(shí)GUI線程執(zhí)行,繪制頁(yè)面

回流(Reflow)比重繪(Repaint)的成本要高,我們要盡量避免Reflow和Repaint

GUI渲染線程與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(相當(dāng)于被凍結(jié)了)

GUI更新會(huì)被保存在一個(gè)隊(duì)列中等到JS引擎空閑時(shí)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引擎一直等待著任務(wù)隊(duì)列中任務(wù)的到來,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)(renderer進(jìn)程)中無論什么時(shí)候都只有一個(gè)JS線程在運(yùn)行JS程序

GUI渲染線程與JS引擎線程是互斥的,js引擎線程會(huì)阻塞GUI渲染線程

就是我們常遇到的JS執(zhí)行時(shí)間過長(zhǎng),造成頁(yè)面的渲染不連貫,導(dǎo)致頁(yè)面渲染加載阻塞(就是加載慢)

例如瀏覽器渲染的時(shí)候遇到<script>標(biāo)簽,就會(huì)停止GUI的渲染,然后js引擎線程開始工作,執(zhí)行里面的js代碼,等js執(zhí)行完畢,js引擎線程停止工作,GUI繼續(xù)渲染下面的內(nèi)容。所以如果js執(zhí)行時(shí)間太長(zhǎng)就會(huì)造成頁(yè)面卡頓的情況

事件觸發(fā)線程
屬于瀏覽器而不是JS引擎,用來控制事件循環(huán),并且管理著一個(gè)事件隊(duì)列(task queue)

當(dāng)js執(zhí)行碰到事件綁定和一些異步操作(如setTimeOut,也可來自瀏覽器內(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

因?yàn)镴S是單線程,所以這些待處理隊(duì)列中的事件都得排隊(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JavaScript引擎計(jì)數(shù)的(因?yàn)镴avaScript引擎是單線程的,如果處于阻塞線程狀態(tài)就會(huì)影響記計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確)

通過單獨(dú)線程來計(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),這個(gè)線程就是定時(shí)觸發(fā)器線程,也叫定時(shí)器線程

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在連接后是通過瀏覽器新開一個(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JavaScript引擎執(zhí)行

簡(jiǎn)單說就是當(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)確來說應(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引擎線程來執(zhí)行

了解了上面這些基礎(chǔ)后,接下來我們開始進(jìn)入今天的正題

事件循環(huán)(Event Loop)初探
首先要知道,JS分為同步任務(wù)和異步任務(wù)

同步任務(wù)都在主線程(這里的主線程就是JS引擎線程)上執(zhí)行,會(huì)形成一個(gè)執(zhí)行棧

主線程之外,事件觸發(fā)線程管理著一個(gè)任務(wù)隊(duì)列,只要異步任務(wù)有了運(yùn)行結(jié)果,就在任務(wù)隊(duì)列之中放一個(gè)事件回調(diào)

一旦執(zhí)行棧中的所有同步任務(wù)執(zhí)行完畢(也就是JS引擎線程空閑了),系統(tǒng)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),就說明可以執(zhí)行)添加到執(zhí)行棧中,開始執(zhí)行

我們來看一段簡(jiǎn)單的代碼

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');

上述代碼執(zhí)行過程

JS是按照順序從上往下依次執(zhí)行的,可以先理解為這段代碼時(shí)的執(zhí)行環(huán)境就是主線程,也就是也就是當(dāng)前執(zhí)行棧

首先,執(zhí)行console.log('我是同步任務(wù)1')

接著,執(zhí)行到setTimeout時(shí),會(huì)移交給定時(shí)器線程,通知定時(shí)器線程 1s 后將 setTimeoutCallBack 這個(gè)回調(diào)交給事件觸發(fā)線程處理,在 1s 后事件觸發(fā)線程會(huì)收到 setTimeoutCallBack 這個(gè)回調(diào)并把它加入到事件觸發(fā)線程所管理的事件隊(duì)列中等待執(zhí)行

接著,執(zhí)行http請(qǐng)求,會(huì)移交給異步http請(qǐng)求線程發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求,請(qǐng)求成功后將 httpCallback 這個(gè)回調(diào)交由事件觸發(fā)線程處理,事件觸發(fā)線程收到 httpCallback 這個(gè)回調(diào)后把它加入到事件觸發(fā)線程所管理的事件隊(duì)列中等待執(zhí)行






再接著執(zhí)行console.log('我是同步任務(wù)2')

至此主線程執(zhí)行棧中執(zhí)行完畢,JS引擎線程已經(jīng)空閑,開始向事件觸發(fā)線程發(fā)起詢問,詢問事件觸發(fā)線程的事件隊(duì)列中是否有需要執(zhí)行的回調(diào)函數(shù),如果有將事件隊(duì)列中的回調(diào)事件加入執(zhí)行棧中,開始執(zhí)行回調(diào),如果事件隊(duì)列中沒有回調(diào),JS引擎線程會(huì)一直發(fā)起詢問,直到有為止

到了這里我們發(fā)現(xiàn),瀏覽器上的所有線程的工作都很單一且獨(dú)立,非常符合單一原則

定時(shí)觸發(fā)線程只管理定時(shí)器且只關(guān)注定時(shí)不關(guān)心結(jié)果,定時(shí)結(jié)束就把回調(diào)扔給事件觸發(fā)線程

異步http請(qǐng)求線程只管理http請(qǐng)求同樣不關(guān)心結(jié)果,請(qǐng)求結(jié)束把回調(diào)扔給事件觸發(fā)線程

事件觸發(fā)線程只關(guān)心異步回調(diào)入事件隊(duì)列

而我們JS引擎線程只會(huì)執(zhí)行執(zhí)行棧中的事件,執(zhí)行棧中的代碼執(zhí)行完畢,就會(huì)讀取事件隊(duì)列中的事件并添加到執(zhí)行棧中繼續(xù)執(zhí)行,這樣反反復(fù)復(fù)就是我們所謂的事件循環(huán)(Event Loop)

圖解



首先,執(zhí)行棧開始順序執(zhí)行

判斷是否為同步,異步則進(jìn)入異步線程,最終事件回調(diào)給事件觸發(fā)線程的任務(wù)隊(duì)列等待執(zhí)行,同步繼續(xù)執(zhí)行

執(zhí)行???,詢問任務(wù)隊(duì)列中是否有事件回調(diào)

任務(wù)隊(duì)列中有事件回調(diào)則把回調(diào)加入執(zhí)行棧末尾繼續(xù)從第一步開始執(zhí)行

任務(wù)隊(duì)列中沒有事件回調(diào)則不停發(fā)起詢問

宏任務(wù)(macrotask) & 微任務(wù)(microtask)
宏任務(wù)(macrotask)
在ECMAScript中,macrotask也被稱為task

我們可以將每次執(zhí)行棧執(zhí)行的代碼當(dāng)做是一個(gè)宏任務(wù)(包括每次從事件隊(duì)列中獲取一個(gè)事件回調(diào)并放到執(zhí)行棧中執(zhí)行), 每一個(gè)宏任務(wù)會(huì)從頭到尾執(zhí)行完畢,不會(huì)執(zhí)行其他

由于JS引擎線程和GUI渲染線程是互斥的關(guān)系,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)執(zhí)行結(jié)果后,在下一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行前,GUI渲染線程開始工作,對(duì)頁(yè)面進(jìn)行渲染

宏任務(wù) -> GUI渲染 -> 宏任務(wù) -> ...

常見的宏任務(wù)

主代碼塊

setTimeout

setInterval

setImmediate ()-Node

requestAnimationFrame ()-瀏覽器

微任務(wù)(microtask)
ES6新引入了Promise標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)瀏覽器實(shí)現(xiàn)上多了一個(gè)microtask微任務(wù)概念,在ECMAScript中,microtask也被稱為jobs

我們已經(jīng)知道宏任務(wù)結(jié)束后,會(huì)執(zhí)行渲染,然后執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù), 而微任務(wù)可以理解成在當(dāng)前宏任務(wù)執(zhí)行后立即執(zhí)行的任務(wù)

當(dāng)一個(gè)宏任務(wù)執(zhí)行完,會(huì)在渲染前,將執(zhí)行期間所產(chǎn)生的所有微任務(wù)都執(zhí)行完

宏任務(wù) -> 微任務(wù) -> GUI渲染 -> 宏任務(wù) -> ...

常見微任務(wù)

process.nextTick ()-Node

Promise.then()

catch

finally

Object.observe

MutationObserver

簡(jiǎn)單區(qū)分宏任務(wù)與微任務(wù)
看了上述宏任務(wù)微任務(wù)的解釋你可能還不太清楚,沒關(guān)系,往下看,先記住那些常見的宏微任務(wù)即可

我們通過幾個(gè)例子來看,這幾個(gè)例子思路來自掘金云中君的文章參考鏈接【14】,通過渲染背景顏色來區(qū)分宏任務(wù)和微任務(wù),很直觀,我覺得很有意思,所以這里也用這種例子

找一個(gè)空白的頁(yè)面,在console中輸入以下代碼

document.body.style = 'background:black';
document.body.style = 'background:red';
document.body.style = 'background:blue';
document.body.style = 'background:pink';



我們看到上面動(dòng)圖背景直接渲染了粉紅色,根據(jù)上文里講瀏覽器會(huì)先執(zhí)行完一個(gè)宏任務(wù),再執(zhí)行當(dāng)前執(zhí)行棧的所有微任務(wù),然后移交GUI渲染,上面四行代碼均屬于同一次宏任務(wù),全部執(zhí)行完才會(huì)執(zhí)行渲染,渲染時(shí)GUI線程會(huì)將所有UI改動(dòng)優(yōu)化合并,所以視覺上,只會(huì)看到頁(yè)面變成粉紅色

再接著看

document.body.style = 'background:blue';
setTimeout(()=>{
    document.body.style = 'background:black'
},200)



上述代碼中,頁(yè)面會(huì)先卡一下藍(lán)色,再變成黑色背景,頁(yè)面上寫的是200毫秒,大家可以把它當(dāng)成0毫秒,因?yàn)?毫秒的話由于瀏覽器渲染太快,錄屏不好捕捉,我又沒啥錄屏慢放的工具,大家可以自行測(cè)試的,結(jié)果也是一樣,最安全的方法是寫一個(gè)index.html文件,在這個(gè)文件中插入上面的js腳本,然后瀏覽器打開,谷歌下使用控制臺(tái)中performance功能查看一幀一幀的加載最為恰當(dāng),不過這樣錄屏不好錄所以。。。

回歸正題,之所以會(huì)卡一下藍(lán)色,是因?yàn)橐陨洗a屬于兩次宏任務(wù),第一次宏任務(wù)執(zhí)行的代碼是將背景變成藍(lán)色,然后觸發(fā)渲染,將頁(yè)面變成藍(lán)色,再觸發(fā)第二次宏任務(wù)將背景變成黑色

再來看

document.body.style = 'background:blue'
console.log(1);
Promise.resolve().then(()=>{
    console.log(2);
    document.body.style = 'background:pink'
});
console.log(3);



控制臺(tái)輸出 1 3 2 , 是因?yàn)?promise 對(duì)象的 then 方法的回調(diào)函數(shù)是異步執(zhí)行,所以 2 最后輸出

頁(yè)面的背景色直接變成粉色,沒有經(jīng)過藍(lán)色的階段,是因?yàn)?,我們?cè)诤耆蝿?wù)中將背景設(shè)置為藍(lán)色,但在進(jìn)行渲染前執(zhí)行了微任務(wù), 在微任務(wù)中將背景變成了粉色,然后才執(zhí)行的渲染

微任務(wù)宏任務(wù)注意點(diǎn)
瀏覽器會(huì)先執(zhí)行一個(gè)宏任務(wù),緊接著執(zhí)行當(dāng)前執(zhí)行棧產(chǎn)生的微任務(wù),再進(jìn)行渲染,然后再執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)

微任務(wù)和宏任務(wù)不在一個(gè)任務(wù)隊(duì)列,不在一個(gè)任務(wù)隊(duì)列

例如setTimeout是一個(gè)宏任務(wù),它的事件回調(diào)在宏任務(wù)隊(duì)列,Promise.then()是一個(gè)微任務(wù),它的事件回調(diào)在微任務(wù)隊(duì)列,二者并不是一個(gè)任務(wù)隊(duì)列

以Chrome 為例,有關(guān)渲染的都是在渲染進(jìn)程中執(zhí)行,渲染進(jìn)程中的任務(wù)(DOM樹構(gòu)建,js解析…等等)需要主線程執(zhí)行的任務(wù)都會(huì)在主線程中執(zhí)行,而瀏覽器維護(hù)了一套事件循環(huán)機(jī)制,主線程上的任務(wù)都會(huì)放到消息隊(duì)列中執(zhí)行,主線程會(huì)循環(huán)消息隊(duì)列,并從頭部取出任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行,如果執(zhí)行過程中產(chǎn)生其他任務(wù)需要主線程執(zhí)行的,渲染進(jìn)程中的其他線程會(huì)把該任務(wù)塞入到消息隊(duì)列的尾部,消息隊(duì)列中的任務(wù)都是宏任務(wù)

微任務(wù)是如何產(chǎn)生的呢?當(dāng)執(zhí)行到script腳本的時(shí)候,js引擎會(huì)為全局創(chuàng)建一個(gè)執(zhí)行上下文,在該執(zhí)行上下文中維護(hù)了一個(gè)微任務(wù)隊(duì)列,當(dāng)遇到微任務(wù),就會(huì)把微任務(wù)回調(diào)放在微隊(duì)列中,當(dāng)所有的js代碼執(zhí)行完畢,在退出全局上下文之前引擎會(huì)去檢查該隊(duì)列,有回調(diào)就執(zhí)行,沒有就退出執(zhí)行上下文,這也就是為什么微任務(wù)要早于宏任務(wù),也是大家常說的,每個(gè)宏任務(wù)都有一個(gè)微任務(wù)隊(duì)列(由于定時(shí)器是瀏覽器的API,所以定時(shí)器是宏任務(wù),在js中遇到定時(shí)器會(huì)也是放入到瀏覽器的隊(duì)列中)

此時(shí),你可能還很迷惑,沒關(guān)系,請(qǐng)接著往下看

圖解宏任務(wù)和微任務(wù)



首先執(zhí)行一個(gè)宏任務(wù),執(zhí)行結(jié)束后判斷是否存在微任務(wù)

有微任務(wù)先執(zhí)行所有的微任務(wù),再渲染,沒有微任務(wù)則直接渲染

然后再接著執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)






圖解完整的Event Loop



首先,整體的script(作為第一個(gè)宏任務(wù))開始執(zhí)行的時(shí)候,會(huì)把所有代碼分為同步任務(wù)、異步任務(wù)兩部分

同步任務(wù)會(huì)直接進(jìn)入主線程依次執(zhí)行

異步任務(wù)會(huì)再分為宏任務(wù)和微任務(wù)

宏任務(wù)進(jìn)入到Event Table中,并在里面注冊(cè)回調(diào)函數(shù),每當(dāng)指定的事件完成時(shí),Event Table會(huì)將這個(gè)函數(shù)移到Event Queue中

微任務(wù)也會(huì)進(jìn)入到另一個(gè)Event Table中,并在里面注冊(cè)回調(diào)函數(shù),每當(dāng)指定的事件完成時(shí),Event Table會(huì)將這個(gè)函數(shù)移到Event Queue中

當(dāng)主線程內(nèi)的任務(wù)執(zhí)行完畢,主線程為空時(shí),會(huì)檢查微任務(wù)的Event Queue,如果有任務(wù),就全部執(zhí)行,如果沒有就執(zhí)行下一個(gè)宏任務(wù)

上述過程會(huì)不斷重復(fù),這就是Event Loop,比較完整的事件循環(huán)

關(guān)于Promise
 new Promise(() => {}).then() ,我們來看這樣一個(gè)Promise代碼

前面的 new Promise() 這一部分是一個(gè)構(gòu)造函數(shù),這是一個(gè)同步任務(wù)

后面的 .then() 才是一個(gè)異步微任務(wù),這一點(diǎn)是非常重要的

new Promise((resolve) => {
  console.log(1)
  resolve()
}).then(()=>{
  console.log(2)
})
console.log(3)

上面代碼輸出1 3 2

關(guān)于 async/await 函數(shù)
async/await本質(zhì)上還是基于Promise的一些封裝,而Promise是屬于微任務(wù)的一種

所以在使用await關(guān)鍵字與Promise.then效果類似

setTimeout(() => console.log(4))

async function test() {
  console.log(1)
  await Promise.resolve()
  console.log(3)
}

test()

console.log(2)

上述代碼輸出1 2 3 4

可以理解為,await 以前的代碼,相當(dāng)于與 new Promise 的同步代碼,await 以后的代碼相當(dāng)于 Promise.then的異步

舉栗印證
我們?cè)诰W(wǎng)上隨意找一個(gè)比較簡(jiǎn)單的面試題,求輸出結(jié)果

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)

結(jié)合我們上述的JS運(yùn)行機(jī)制再來看這道題就簡(jiǎn)單明了的多了

JS是順序從上而下執(zhí)行

執(zhí)行到test(),test方法為同步,直接執(zhí)行,console.log(1)打印1

test方法中setTimeout為異步宏任務(wù),回調(diào)我們把它記做timer1放入宏任務(wù)隊(duì)列

接著執(zhí)行,test方法下面有一個(gè)setTimeout為異步宏任務(wù),回調(diào)我們把它記做timer2放入宏任務(wù)隊(duì)列

接著執(zhí)行promise,new Promise是同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印4

new Promise里面的setTimeout是異步宏任務(wù),回調(diào)我們記做timer3放到宏任務(wù)隊(duì)列

Promise.then是微任務(wù),放到微任務(wù)隊(duì)列

console.log(8)是同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印8

主線程任務(wù)執(zhí)行完畢,檢查微任務(wù)隊(duì)列中有Promise.then

開始執(zhí)行微任務(wù),發(fā)現(xiàn)有setTimeout是異步宏任務(wù),記做timer4放到宏任務(wù)隊(duì)列

微任務(wù)隊(duì)列中的console.log(7)是同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印7

微任務(wù)執(zhí)行完畢,第一次循環(huán)結(jié)束

檢查宏任務(wù)隊(duì)列,里面有timer1、timer2、timer3、timer4,四個(gè)定時(shí)器宏任務(wù),按照定時(shí)器延遲時(shí)間得到可以執(zhí)行的順序,即Event Queue:timer2、timer4、timer3、timer1,依次拿出放入執(zhí)行棧末尾執(zhí)行(插播一條:瀏覽器 event loop 的 Macrotask queue,就是宏任務(wù)隊(duì)列在每次循環(huán)中只會(huì)讀取一個(gè)任務(wù))

執(zhí)行timer2,console.log(3)為同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印3

檢查沒有微任務(wù),第二次Event Loop結(jié)束

執(zhí)行timer4,console.log(6)為同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印6

檢查沒有微任務(wù),第三次Event Loop結(jié)束

執(zhí)行timer3,console.log(5)同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印5

檢查沒有微任務(wù),第四次Event Loop結(jié)束

執(zhí)行timer1,console.log(2)同步任務(wù),直接執(zhí)行,打印2

檢查沒有微任務(wù),也沒有宏任務(wù),第五次Event Loop結(jié)束

結(jié)果:1,4,8,7,3,6,5,2

提一下NodeJS中的運(yùn)行機(jī)制
上面的一切都是針對(duì)于瀏覽器的EventLoop

雖然NodeJS中的JavaScript運(yùn)行環(huán)境也是V8,也是單線程,但是,還是有一些與瀏覽器中的表現(xiàn)是不一樣的

其實(shí)nodejs與瀏覽器的區(qū)別,就是nodejs的宏任務(wù)分好幾種類型,而這好幾種又有不同的任務(wù)隊(duì)列,而不同的任務(wù)隊(duì)列又有順序區(qū)別,而微任務(wù)是穿插在每一種宏任務(wù)之間的

在node環(huán)境下,process.nextTick的優(yōu)先級(jí)高于Promise,可以簡(jiǎn)單理解為在宏任務(wù)結(jié)束后會(huì)先執(zhí)行微任務(wù)隊(duì)列中的nextTickQueue部分,然后才會(huì)執(zhí)行微任務(wù)中的Promise部分



上圖來自NodeJS官網(wǎng)

如上圖所示,nodejs的宏任務(wù)分好幾種類型,我們只簡(jiǎn)單介紹大體內(nèi)容了解,不詳細(xì)解釋,不然又是啰哩啰嗦一大篇

NodeJS的Event Loop相對(duì)比較麻煩

Node會(huì)先執(zhí)行所有類型為 timers 的 MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask(NextTick例外)

進(jìn)入 poll 階段,執(zhí)行幾乎所有 MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask

再執(zhí)行所有類型為 check 的 MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask

再執(zhí)行所有類型為 close callbacks 的 MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask

至此,完成一個(gè) Tick,回到 timers 階段

……

如此反復(fù),無窮無盡……

反觀瀏覽器中Event Loop就比較容易理解

先執(zhí)行一個(gè) MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask

再執(zhí)行一個(gè) MacroTask,然后執(zhí)行所有的 MicroTask

……

如此反復(fù),無窮無盡……

好了,關(guān)于Node中各個(gè)類型階段的解析,這里就不過多說明了,自己查閱資料吧,這里就是簡(jiǎn)單提一下,NodeJS的Event Loop解釋起來比瀏覽器這繁雜,這里就只做個(gè)對(duì)比

最后
上面的流程圖都是自己畫的,所以有點(diǎn)low,見諒

水平有限,歡迎指錯(cuò)

碼字不易,看完對(duì)你有幫助請(qǐng)點(diǎn)贊,有疑問請(qǐng)?jiān)u論提出

參考

1.Tasks, microtasks, queues and schedules - 重點(diǎn)推薦閱讀https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/?utm_source=html5weekly

2.聊聊 JavaScript 與瀏覽器的那些事 - 引擎與線程https://zhuanlan.zhihu.com/p/32751855

3.前端文摘:深入解析瀏覽器的幕后工作原理https://www.cnblogs.com/lhb25/p/how-browsers-work.html

4.瀏覽器進(jìn)程?線程?傻傻分不清楚!https://www.imweb.io/topic/58e3bfa845e5c13468f567d5

5.從輸入cnblogs.com到博客園首頁(yè)完全展示發(fā)生了什么 https://www.cnblogs.com/iovec/p/7904416.html

6.前端必讀:瀏覽器內(nèi)部工作原理https://www.cnblogs.com/wyaocn/p/5761163.html

7.什么是 Event Loop?http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/10/event_loop.html

8.JavaScript 運(yùn)行機(jī)制詳解:再談Event Loop http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html

9.單線程與多線程的區(qū)別 https://blog.csdn.net/u012134199/article/details/46290465

10.瀏覽器進(jìn)程/線程模型及JS運(yùn)行機(jī)制 https://blog.csdn.net/qiuchangjun/article/details/79761242

11.瀏覽器的運(yùn)行機(jī)制—2.瀏覽器都包含哪些進(jìn)程? https://www.jianshu.com/p/1e455a9226ce

12.JS 一定要放在 Body 的最底部么?聊聊瀏覽器的渲染機(jī)制 https://segmentfault.com/a/1190000004292479

13.從瀏覽器多進(jìn)程到JS單線程,JS運(yùn)行機(jī)制最全面的一次梳理 https://juejin.im/post/5a6547d0f265da3e283a1df7#heading-25

14.「前端進(jìn)階」從多線程到Event Loop全面梳理 https://juejin.im/post/5d5b4c2df265da03dd3d73e5#heading-4

15.Js基礎(chǔ)知識(shí)(四) - js運(yùn)行原理與機(jī)制 https://segmentfault.com/a/1190000013119813

16.這一次,徹底弄懂 JavaScript 執(zhí)行機(jī)制 https://juejin.im/post/59e85eebf265da430d571f89

17.前端性能優(yōu)化:細(xì)說瀏覽器渲染的重排與重繪 https://juejin.im/post/5b543e26e51d4518f54404e4

18.10分鐘看懂瀏覽器的渲染過程及優(yōu)化 https://juejin.im/post/5d136700f265da1b7c6128db

作者:isboyjc



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