详解javascript浏览器的事件循环机制

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本篇文章给大家带来的内容是关于详解javascript浏览器的事件循环机制,有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

抛在前面的问题:

单线程如何做到异步

事件循环的过程是怎样的

macrotask 和 microtask 是什么,它们有何区别

单线程和异步

提到js,就会想到单线程,异步,那么单线程是如何做到异步的呢?概念先行,先要了解下单线程和异步之间的关系。

js的任务分为 同步 和 异步 两种,它们的处理方式也不同,同步任务是直接在主线程上排队执行,异步任务则会被放到任务队列中,若有多个任务(异步任务)则要在任务队列中排队等待,任务队列类似一个缓冲区,任务下一步会被移到调用栈(call stack),然后主线程执行调用栈的任务。

单线程是指js引擎中负责解析执行js代码的线程只有一个(主线程),即每次只能做一件事,而我们知道一个ajax请求,主线程在等待它响应的同时是会去做其它事的,浏览器先在事件表注册ajax的回调函数,响应回来后回调函数被添加到任务队列中等待执行,不会造成线程阻塞,所以说js处理ajax请求的方式是异步的。

总而言之,检查调用栈是否为空,以及确定把哪个task加入调用栈的这个过程就是事件循环,而js实现异步的核心就是事件循环。

调用栈和任务队列

顾名思义,调用栈是一个栈结构,函数调用会形成一个栈帧,帧中包含了当前执行函数的参数和局部变量等上下文信息,函数执行完后,它的执行上下文会从栈中弹出。

下图就是调用栈和任务队列的关系图

详解javascript浏览器的事件循环机制

事件循环

关于事件循环,HTML规范的介绍

There must be at least one event loop per user agent, and at most one event loop per unit of related similar-origin browsing contexts.
An event loop has one or more task queues.
Each task is defined as coming from a specific task source.

从规范理解,浏览器至少有一个事件循环,一个事件循环至少有一个任务队列(macrotask),每个外任务都有自己的分组,浏览器会为不同的任务组设置优先级。

macrotask & microtask

规范有提到两个概念,但没有详细介绍,查阅一些资料大概可总结如下:

macrotask:包含执行整体的js代码,事件回调,XHR回调,定时器(setTimeout/setInterval/setImmediate),IO操作,UI render

microtask:更新应用程序状态的任务,包括promise回调,MutationObserver,process.nextTick,Object.observe

其中setImmediate和process.nextTick是nodejs的实现,在nodejs篇会详细介绍。

事件处理过程

关于macrotask和microtask的理解,光这样看会有些晦涩难懂,结合事件循坏的机制理解清晰很多,下面这张图可以说是介绍得非常清楚了。

详解javascript浏览器的事件循环机制

总结起来,一次事件循环的步骤包括:

1. 检查macrotask队列是否为空,非空则到2,为空则到3
2. 执行macrotask中的一个任务
3. 继续检查microtask队列是否为空,若有则到4,否则到5
4. 取出microtask中的任务执行,执行完成返回到步骤3
5. 执行视图更新

mactotask & microtask的执行顺序

详解javascript浏览器的事件循环机制

读完这么多干巴巴的概念介绍,还不如看一段代码感受下

console.log('start') setTimeout(function() { console.log('setTimeout') }, 0) Promise.resolve().then(function() { console.log('promise1') }).then(function() { console.log('promise2') }) console.log('end')

打印台输出的log顺序是什么?结合上述的步骤分析,系不系so easy~

详解javascript浏览器的事件循环机制

首先,全局代码(main())压入调用栈执行,打印start;

接下来setTimeout压入macrotask队列,promise.then回调放入microtask队列,最后执行console.log(‘end’),打印出end;

至此,调用栈中的代码被执行完成,回顾macrotask的定义,我们知道全局代码属于macrotask,macrotask执行完,那接下来就是执行microtask队列的任务了,执行promise回调打印promise1;

promise回调函数默认返回undefined,promise状态变为fullfill触发接下来的then回调,继续压入microtask队列,event loop会把当前的microtask队列一直执行完,此时执行第二个promise.then回调打印出promise2;

这时microtask队列已经为空,从上面的流程图可以知道,接下来主线程会去做一些UI渲染工作(不一定会做),然后开始下一轮event loop,执行setTimeout的回调,打印出setTimeout;

这个过程会不断重复,也就是所谓的事件循环。

视图渲染的时机

回顾上面的事件循环示意图,update rendering(视图渲染)发生在本轮事件循环的microtask队列被执行完之后,也就是说执行任务的耗时会影响视图渲染的时机。通常浏览器以每秒60帧(60fps)的速率刷新页面,据说这个帧率最适合人眼交互,大概16.7ms渲染一帧,所以如果要让用户觉得顺畅,单个macrotask及它相关的所有microtask最好能在16.7ms内完成。

但也不是每轮事件循环都会执行视图更新,浏览器有自己的优化策略,例如把几次的视图更新累积到一起重绘,重绘之前会通知requestAnimationFrame执行回调函数,也就是说requestAnimationFrame回调的执行时机是在一次或多次事件循环的UI render阶段。

以下代码可以验证

setTimeout(function() {console.log('timer1')}, 0) requestAnimationFrame(function(){  console.log('requestAnimationFrame')  })  setTimeout(function() {console.log('timer2')}, 0)  new Promise(function executor(resolve) {  console.log('promise 1')  resolve()  console.log('promise 2')  }).then(function() {  console.log('promise then')  })  console.log('end')

详解javascript浏览器的事件循环机制

详解javascript浏览器的事件循环机制

可以看到,结果1中requestAnimationFrame()是在一次事件循环后执行,而在结果2,它的执行则是在三次事件循环结束后。

总结

1、事件循环是js实现异步的核心

2、每轮事件循环分为3个步骤:

a) 执行macrotask队列的一个任务
b) 执行完当前microtask队列的所有任务
c) UI render

3、浏览器只保证requestAnimationFrame的回调在重绘之前执行,没有确定的时间,何时重绘由浏览器决定

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