javascript
JS执行顺序问题
一、JS——>單線程
JavaScript是一門單線程語言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，但JavaScript是單線程這一核心仍未改變。所以一切JavaScript版的”多線程”都是用單線程模擬出來的，一切JavaScript多線程都是紙老虎！
1.什么是單線程
通俗點說，就是代碼在執(zhí)行過程中，另一段代碼想要執(zhí)行就必須等當前代碼執(zhí)行完成后才可以進行。我們拿一段代碼來解釋一下吧。
setTimeout(function(){
console.log('定時器開始')
});
new Promise(function(resolve){
console.log('馬上執(zhí)行for循環(huán)');
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log('執(zhí)行then函數(shù)')
});
console.log('代碼執(zhí)行結(jié)束');
依照JS是按照語句出現(xiàn)的順序執(zhí)行這個理念，我自信的寫下輸出結(jié)果：
//"定時器開始"
//"馬上執(zhí)行for循環(huán)"
//"執(zhí)行then函數(shù)"
//"代碼執(zhí)行結(jié)束"
去chrome上驗證下，結(jié)果完全不對，實際上是：
//"馬上執(zhí)行for循環(huán)"
//"代碼執(zhí)行結(jié)束"
//"執(zhí)行then函數(shù)"
//"定時器開始"
2.JavaScript事件循環(huán)
既然JS是單線程，那就像只有一個窗口的銀行，客戶需要排隊一個一個辦理業(yè)務，同理JS任務也要一個一個順序執(zhí)行。如果一個任務耗時過長，那么后一個任務也必須等著。那么問題來了，假如我們想瀏覽新聞，但是新聞包含的超清圖片加載很慢，難道我們的網(wǎng)頁要一直卡著直到圖片完全顯示出來？因此聰明的程序員將任務分為兩類：
同步任務
異步任務
當我們打開網(wǎng)站時，網(wǎng)頁的渲染過程就是一大堆同步任務，比如頁面骨架和頁面元素的渲染。而像加載圖片音樂之類占用資源大耗時久的任務，就是異步任務。關于這部分有嚴格的文字定義，但本文的目的是用最小的學習成本徹底弄懂執(zhí)行機制，所以我們用導圖來說明：
?
導圖要表達的內(nèi)容用文字來表述的話：
同步和異步任務分別進入不同的執(zhí)行”場所”，同步的進入主線程，異步的進入Event Table并注冊函數(shù)。
當指定的事情完成時，Event Table會將這個函數(shù)移入Event Queue。
主線程內(nèi)的任務執(zhí)行完畢為空，會去Event Queue讀取對應的函數(shù)，進入主線程執(zhí)行。
上述過程會不斷重復，也就是常說的Event Loop(事件循環(huán))。
我們不禁要問了，那怎么知道主線程執(zhí)行棧為空啊？JS引擎中存在monitoring process進程，它會持續(xù)不斷的檢查主線程執(zhí)行棧是否為空，一旦為空，就會去Event Queue那里檢查是否有等待被調(diào)用的函數(shù)。
說了這么多文字，不如直接一段代碼更直白：
let data = [];
$.ajax({
url:www.javascript.com,
data:data,
success:() => {
console.log('發(fā)送成功!');
}
})
console.log('代碼執(zhí)行結(jié)束');
上面是一段簡易的ajax請求代碼：
ajax進入Event Table，注冊回調(diào)函數(shù)success。
執(zhí)行console.log(‘代碼執(zhí)行結(jié)束’)。
ajax事件完成，回調(diào)函數(shù)success進入Event Queue。
主線程從Event Queue讀取回調(diào)函數(shù)success并執(zhí)行。
相信通過上面的文字和代碼，你已經(jīng)對JS的執(zhí)行順序有了初步了解。接下來我們來研究進階話題：setTimeout。
3.setTimeout函數(shù)
大名鼎鼎的setTimeout無需再多言，大家對他的第一印象就是異步可以延時執(zhí)行，我們經(jīng)常這么實現(xiàn)延時3秒執(zhí)行：
setTimeout(() => {
task();
},3000)
console.log('執(zhí)行console');
根據(jù)前面我們的結(jié)論，setTimeout是異步的，應該先執(zhí)行console.log這個同步任務，所以我們的結(jié)論是：
//執(zhí)行console
//task()
去驗證一下，結(jié)果正確！?
然后我們修改一下前面的代碼：
setTimeout(() => {
task()
},3000)
sleep(10000000)// sleep代表一個執(zhí)行需要耗時很久的函數(shù)，并不是真實的sleep函數(shù)。
乍一看其實差不多嘛，但我們把這段代碼在chrome執(zhí)行一下，卻發(fā)現(xiàn)控制臺執(zhí)行task()需要的時間遠遠超過3秒，說好的延時三秒，為啥現(xiàn)在需要這么長時間啊？
這時候我們需要重新理解setTimeout的定義。我們先說上述代碼是怎么執(zhí)行的：
task()進入Event Table并注冊,計時開始。
執(zhí)行sleep函數(shù)，很慢，非常慢，計時仍在繼續(xù)。
3秒到了，計時事件timeout完成，task()進入Event Queue，但是sleep也太慢了吧，還沒執(zhí)行完，只好等著。
sleep終于執(zhí)行完了，task()終于從Event Queue進入了主線程執(zhí)行。
上述的流程走完，我們知道setTimeout這個函數(shù)，是經(jīng)過指定時間后，把要執(zhí)行的任務(本例中為task())加入到Event Queue中，又因為是單線程任務要一個一個執(zhí)行，如果前面的任務需要的時間太久，那么只能等著，導致真正的延遲時間遠遠大于3秒。
我們還經(jīng)常遇到setTimeout(fn,0)這樣的代碼，0秒后執(zhí)行又是什么意思呢？是不是可以立即執(zhí)行呢？
答案是不會的，setTimeout(fn,0)的含義是，指定某個任務在主線程最早可得的空閑時間執(zhí)行，意思就是不用再等多少秒了，只要主線程執(zhí)行棧內(nèi)的同步任務全部執(zhí)行完成，棧為空就馬上執(zhí)行。舉例說明：
//代碼1
console.log('先執(zhí)行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執(zhí)行啦')
},0);
//代碼2
console.log('先執(zhí)行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執(zhí)行啦')
},3000);
代碼1的輸出結(jié)果是：
//先執(zhí)行這里
//執(zhí)行啦
代碼2的輸出結(jié)果是：
//先執(zhí)行這里
// ... 3s later
// 執(zhí)行啦
關于setTimeout要補充的是，即便主線程為空，0毫秒實際上也是達不到的。根據(jù)HTML的標準，最低是4毫秒。有興趣的話可以自行了解。
延伸：setTimeout有最小時間間隔限制，HTML5標準為4ms，小于4ms按照4ms處理，但是每個瀏覽器實現(xiàn)的最小間隔都不同。?
setInterval的最短間隔時間是10毫秒，也就是說，小于10毫秒的時間間隔會被調(diào)整到10毫秒。
4.setInterval函數(shù)
上面說完了setTimeout，當然不能錯過它的孿生兄弟setInterval。他倆差不多，只不過后者是循環(huán)的執(zhí)行。對于執(zhí)行順序來說，setInterval會每隔指定的時間將注冊的函數(shù)置入Event Queue，如果前面的任務耗時太久，那么同樣需要等待。
唯一需要注意的一點是，對于setInterval(fn,ms)來說，我們已經(jīng)知道不是每過ms秒會執(zhí)行一次fn，而是每過ms秒，會有fn進入Event Queue。一旦setInterval的回調(diào)函數(shù)fn執(zhí)行時間超過了延遲時間ms，那么就完全看不出來有時間間隔了。（即如果setInterval的回調(diào)執(zhí)行時間長于指定的延遲，setInterval將無間隔的一個接一個執(zhí)行）這句話請讀者仔細品味。
5.Promise與process.nextTick(callback)
傳統(tǒng)的定時器我們已經(jīng)研究過了，接著我們探究Promise與process.nextTick(callback)的表現(xiàn)。
Promise的定義和功能本文不再贅述，不了解的讀者可以學習一下阮一峰老師的Promise。而process.nextTick(callback)類似node.js版的”setTimeout”，在事件循環(huán)的下一次循環(huán)中調(diào)用 callback 回調(diào)函數(shù)。
我們進入正題，除了廣義的同步任務和異步任務，我們對任務有更精細的定義：
macro-task(宏任務)：包括整體代碼script，setTimeout，setInterval?
micro-task(微任務)：Promise，process.nextTick
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise');
resolve();// 在瀏覽器里，Promise沒寫resolve，'then'是不會輸出的，這里為了方便演示人為添加執(zhí)行
}).then(function() {
console.log('then');
})
console.log('console');
這段代碼作為宏任務，進入主線程。
先遇到setTimeout，那么將其回調(diào)函數(shù)注冊后分發(fā)到宏任務Event Queue。(注冊過程與上同，下文不再描述)
接下來遇到了Promise，new Promise立即執(zhí)行，then函數(shù)分發(fā)到微任務Event Queue。
遇到console.log()，立即執(zhí)行。
好啦，整體代碼script作為第一個宏任務執(zhí)行結(jié)束，看看有哪些微任務？我們發(fā)現(xiàn)了then在微任務Event Queue里面，執(zhí)行。
ok，第一輪事件循環(huán)結(jié)束了，我們開始第二輪循環(huán)，當然要從宏任務Event Queue開始。我們發(fā)現(xiàn)了宏任務Event Queue中setTimeout對應的回調(diào)函數(shù)，立即執(zhí)行。
結(jié)束。?
執(zhí)行結(jié)果：
// promise
// console
// then
// setTimeout
事件循環(huán)，宏任務，微任務的關系如圖所示：?
?
我們來分析一段較復雜的代碼，看看是否真的掌握了JS的執(zhí)行機制：
console.log('1');
setTimeout(function() {
console.log('2');
process.nextTick(function() {
console.log('3');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('4');
resolve();
}).then(function() {
console.log('5')
})
})
process.nextTick(function() {
console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('7');
resolve();
}).then(function() {
console.log('8')
})
setTimeout(function() {
console.log('9');
process.nextTick(function() {
console.log('10');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('11');
resolve();
}).then(function() {
console.log('12')
})
})
第一輪事件循環(huán)流程分析如下：
整體script作為第一個宏任務進入主線程，遇到console.log，輸出1。
遇到setTimeout，其回調(diào)函數(shù)被分發(fā)到宏任務Event Queue中。我們暫且記為setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回調(diào)函數(shù)被分發(fā)到微任務Event Queue中。我們記為process1。
遇到Promise，new Promise直接執(zhí)行，輸出7。then被分發(fā)到微任務Event Queue中。我們記為then1。
又遇到了setTimeout，其回調(diào)函數(shù)被分發(fā)到宏任務Event Queue中，我們記為setTimeout2。
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
setTimeout1 process1
setTimeout2 then
上表是第一輪事件循環(huán)宏任務結(jié)束時各Event Queue的情況，此時已經(jīng)輸出了1和7。
我們發(fā)現(xiàn)了process1和then1兩個微任務。
執(zhí)行process1,輸出6。
執(zhí)行then1，輸出8。
好了，第一輪事件循環(huán)正式結(jié)束，這一輪的結(jié)果是輸出1，7，6，8。那么第二輪時間循環(huán)從setTimeout1宏任務開始：
首先輸出2。接下來遇到了process.nextTick()，同樣將其分發(fā)到微任務Event Queue中，記為process2。new Promise立即執(zhí)行輸出4，then也分發(fā)到微任務Event Queue中，記為then2。
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
setTimeout2 process2
? then2
?
第二輪事件循環(huán)宏任務結(jié)束，我們發(fā)現(xiàn)有process2和then2兩個微任務可以執(zhí)行。
輸出3。
輸出5。
第二輪事件循環(huán)結(jié)束，第二輪輸出2，4，3，5。
第三輪事件循環(huán)開始，此時只剩setTimeout2了，執(zhí)行。
直接輸出9。
將process.nextTick()分發(fā)到微任務Event Queue中。記為process3。
直接執(zhí)行new Promise，輸出11。
將then分發(fā)到微任務Event Queue中，記為then3。
宏任務Event Queue 微任務Event Queue
? process3
? then3
?
第三輪事件循環(huán)宏任務執(zhí)行結(jié)束，執(zhí)行兩個微任務process3和then3。
輸出10。
輸出12。
第三輪事件循環(huán)結(jié)束，第三輪輸出9，11，10，12。
整段代碼，共進行了三次事件循環(huán)，完整的輸出為1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。（瀏覽器環(huán)境）?
(請注意，node環(huán)境下的事件監(jiān)聽依賴libuv與前端環(huán)境不完全相同，輸出順序可能會有誤差)?
總之:setTimeout，setInterval產(chǎn)生的是宏任務，promise的then,process.nextTick產(chǎn)生的是微任務。
延伸:在node環(huán)境下測試結(jié)果為1，7，6，8，2，4，9，11，3，10，5，12。（node端）?
結(jié)果差異分析：”一次事件循環(huán)只執(zhí)行一次宏任務(task), 然后執(zhí)行多個微任務(microtask)”,這是文中瀏覽器環(huán)境下輸出結(jié)果的依據(jù)。而這個規(guī)則不適用于node。?
因為node的event loop是分階段的，有timers，poll，check等等。其中timer階段指定setTimeout()和setInterval()所設定的時間，poll()階段執(zhí)行已經(jīng)達到對應時間的timer回調(diào)，也就是setTimeout和setInterval。此階段不但會執(zhí)行上述兩個函數(shù)的回調(diào)，也會清空poll隊列的事件，導致示例代碼中兩個setTimeout宏任務中間并沒有微任務執(zhí)行，從而使2，4后輸出的是9而不是3。?
總而言之，node的event loop和瀏覽器端的event loop從規(guī)范上就存在差異，故輸出順序也會存在差異，同理這與優(yōu)先級并無關系。
?
6.寫在最后
?
?1.JS的異步?
我們從最開頭就說JavaScript是一門單線程語言，不管是什么新框架新語法糖實現(xiàn)的所謂異步，其實都是用同步的方法去模擬的，牢牢把握住單線程這點非常重要。
2.循環(huán)Event Loop?
事件循環(huán)是JS實現(xiàn)異步的一種方法，也是JS的執(zhí)行機制（很重要！）。
3.JavaScript的執(zhí)行和運行?
執(zhí)行和運行有很大的區(qū)別，JavaScript在不同的環(huán)境下，比如node，瀏覽器，Ringo等等，執(zhí)行方式是不同的。而運行大多指JavaScript解析引擎，是統(tǒng)一的。
4.setImmediate?
微任務和宏任務還有很多種類，比如setImmediate等等，執(zhí)行都是有共同點的，有興趣的同學可以自行了解。
5.最后的最后?
JavaScript是一門單線程語言 。Event Loop是JavaScript的執(zhí)行機制。
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