了解JS单线程和任务队列！

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一、单线程和任务队列

• 单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等待。
• 如果排队是因为计算量过大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备(输入输出设备)很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行!
• JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后边的任务，等到IO设备返回了结果，再回过头把挂起的任务继续执行下去。
• 于是，所有的任务可以分为两种，一种是同步任务（synchronous），另外一种是异步任务(asynchronous)。同步任务指的是，在主线程上，排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务;异步任务指的是，不进入主线程，而进入“任务队列”（task queue）的任务，只有“任务队列”通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。
• 比如：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。

• 下面为导图说明：
• 
• 导图文字解释：
  • 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)。

• setTimeout(() => { task() },3000) 
  sleep(10000000)
  代码执行过程：
  task()进入Event Table并注册,计时开始。
  执行sleep函数，很慢，非常慢，计时仍在继续。
  3秒到了，计时事件timeout完成，task()进入Event Queue，但是sleep也太慢了吧，还没执行完，只好等着。
  sleep终于执行完了，task()终于从Event Queue进入了主线程执行。

  setTimeout这个函数，有时真正的延迟时间远远大于3秒。setTimeout(fn,0)的含义是，指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行，意思就是不用再等多少秒了，只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成，栈为空就马上执行。

  对于执行顺序来说，setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue，如果前面的任务耗时太久，那么同样需要等待。

  唯一需要注意的一点是，对于setInterval(fn,ms)来说，每过ms秒，会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms，那么就完全看不出来有时间间隔了。

一、宏任务与微任务

• 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，setTimeout，setInterval

  micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick（promise的回调then()是微任务）

  主线程里立即执行的是：new promise， promise 语句， console.log 按出现的先后执行

          立即执行的执行完后执行同一个宏任务里的微任务队列，微任务依次执行完毕后再继续下一个宏任务。

　　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。

• 先看一段代码

    setTimeout(function() {
        console.log(‘setTimeout‘);
    });
    
    new Promise(function(resolve) {
        console.log(‘promise‘);
        resolve()
    }).then(function() {
        console.log(‘then‘);
    });

    console.log(‘console‘);

输出结果：promise；console；then; setTimeout

• 再看一段代码

    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‘)
        })
    })

输出结果：1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。

• 事件循环，宏任务，微任务的关系如图所示：

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。

二、事件和回调函数

• “任务队列”是一个事件的队列（也可以理解成消息的队列），IO设备完成一项任务，就在“任务队列”中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入“执行栈”了，主线程读取“任务队列”，即使读取里边有哪些事件。
• “任务队列”里边的事件，除了IO设备的事件以外，还包括一些用户产生的事件（比如鼠标点击，页面滚动等等）。只要指定过回调函数，这些事件发生时，就会进入任务队列，等待主线程读取。
• 所谓“回调函数”(callback)，就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须执行回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。
• “任务队列”是一个先进先出的数据结构，排在前边的事件，优先被主线程读取。主线程的读取过程，基本上市自动的，只要“执行栈”一清空，“任务队列”上第一位的事件，就会自动进入主线程。但是由于存在后文存提到的“定时器”功能，主线程首先要检查一下执行时间，某些事件，只有到了规定时间，才能返回主线程。

三、Event Loop

• 主线程从“任务队列”中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制，又称为Event Loop （事件循环）。
  为了更好地理解Event Loop，请看下图（转引自Philip Roberts的演讲《Help, I‘m stuck in an event-loop》）。
  
   

  

上图中，主线程运行的时候，产生堆（heap）和栈（stack），栈中的代码调用各种外部API，它们在任务队列中加入各种事件（click，load，done）。只要栈中的代码执行完毕，主线程就会去读取“任务队列”，依次执行那些事件，所对应的回调函数。
执行栈中的代码（同步任务），总是在读取“任务队列”（异步任务）之前执行，请看下边的例子：

var req = new XMLHttpRequest();
    req.open(‘GET‘, url);    
    req.onload = function (){};    
    req.onerror = function (){};    
    req.send();

上面代码中的req.send方法是Ajax操作向服务器发送数据，它是一个异步任务，意味着只有当前脚本的所有代码执行完，系统才会去读取"任务队列"。所以，它与下面的写法等价。

var req = new XMLHttpRequest();
    req.open(‘GET‘, url);
    req.send();
    req.onload = function (){};    
    req.onerror = function (){};   

也就是说，指定回调函数的部分（onload和onerror），在send()方法的前面或后面无关紧要，因为它们属于执行栈的一部分，系统总是执行完它们，才会去读取"任务队列"。

四、定时器

• 除了放置异步任务的事件，“任务队列”还可以放置定时事件，即指定某些代码，在多少时间后执行。这叫做定时器功能（timer）,也就是定时执行的代码。
• 定时器功能主要由 setTimeout()和setInterval()这两个函数来完成，它们的内部运行机制完全一样，区别在于前者指定的代码是一次性执行，后者则为反复执行，以下主要讨论setTimeout()。
  setTimeout()接受两个参数，第一个是回调函数，第二个是推迟执行的毫秒数。

console.log(1);
setTimeout(function(){console.log(2);},1000);
console.log(3);

上面代码的执行结果是1，3，2，因为setTimeout()将第二行推迟到1000毫秒之后执行。
如果将setTimeout()的第二个参数设为0，就表示当前代码执行完（执行栈清空）以后，立即执行（0毫秒间隔）指定的回调函数。

setTimeout(function(){console.log(1);}, 0);
console.log(2);

上面代码的执行结果总是2，1，因为只有在执行完第二行以后，系统才会去执行"任务队列"中的回调函数。

• 总之，setTimeout(fn,0)的含义是，指定某个任务，在主线程最早可得的空闲时间执行，也就是说，尽可能早的执行。它在“任务队列”的尾部添加一个事件，因此要等到同步任务和“任务队列”中的现有事件，都处理完，才会得到执行。
• HTML5标准规定了setTimeout()的第二个参数的最小值（最短间隔），不得低于4毫秒，如果低于这个值，就会自动增加。在此之前，老版本的浏览器都将最短间隔设为10毫秒。另外，对于那些DOM的变动（尤其是涉及页面重新渲染的部分），通常不会立即执行，而是每16毫秒执行一次。这时使用requestAnimationFrame()的效果要好于setTimeout()。
• 需要注意的是，setTimeout()只是将事件插入了"任务队列"，必须等到当前代码（执行栈）执行完，主线程才会去执行它指定的回调函数。要是当前代码耗时很长，有可能要等很久，所以并没有办法保证，回调函数一定会在setTimeout()指定的时间执行。

了解JS单线程和任务队列！

原文：https://www.cnblogs.com/minyDong/p/11499015.html