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任务队列、事件循环与定时器

标签：

Node.js JavaScript

任务队列

js是单线程的，因为js可以操作DOM，如果多线程的话，会造成冲突的问题。

js的任务分为同步任务和异步任务。同步任务是指在主线程上依次执行的任务，形成一个执行栈。而异步任务不在主线程，在任务队列中，如网络请求，定时器等。在执行栈的任务执行完毕之后，系统会检查任务队列，看是否有可以执行的异步任务。-

而任务队列分为两种，一种是mircotask，另一种是marcotask。按照我的理解，mircotask和marcotask的区别在于mircotask的任务可以在本次循环/页面刷新前被加入到任务队列，而marcotask不可以

mircotask

promise
mutation.oberver
process.nextTick

marcotask

setTimeout,setInterval
requestAnimationFrame
解析HTML
执行主线程js代码
修改url
页面加载
用户交互

浏览器篇

浏览器的event loops由HTML标准而不是ECMAScript定义，具体可以查看event-loop-processing-model,在这里列出比较关键的步奏

检查macrotask队列，运行最前面的任务，如果队列为空，前往第二步
检查mircotask队列，一直运行队列中的任务直到该队列为空
渲染过程
1. 执行resize，scroll，媒体查询，动画，全屏等步奏
2. 运行animation frame回调
3. 运行IntersectionObserver回调
4. 渲染
回到第一步

因此，eventloop分为三个阶段，执行一个marcotask，清空mircotask队列，运行render阶段
用代码验证一下

setTimeout(() => {
    console.log('t0')
    Promise.resolve().then(res => {
      console.log('p0')
    })
  })
  let i = 0
  function raf () {
    console.log(i)
    document.querySelector('div').style.width = i * 20 + 'px'
    Promise.resolve().then(res => console.log('p' + i))
    setTimeout(() => {
      console.log('t' + i)
      if (i === 1) {
        document.querySelector('div').style.background = 'red'
        document.querySelector('div').style.height = '50px'
      }
      if (i === 2) {
        let j = 0
        while (j++ < 1000000000) {
        }
        document.querySelector('div').style.background = 'blue'
        document.querySelector('div').style.height = '300px'
      }
      if (i === 3) {
        document.querySelector('div').style.width = '40px'
      }
      Promise.resolve(3).then(res => {
        console.log('tp' + i)
      })
    })
    if (++i <= 10) {
      requestAnimationFrame(raf)
    }
  }
  requestAnimationFrame(raf)

输出结果为t0,p0,0,p1,t1,tp1,1,p2,t2,tp2,2,p3,p4,t4,tp4,t4,tp4,4...

使用chrome dev tool的performance查看过程

在Event log选项卡,分析一下过程,可以观察到，代码执行顺序为，timer，animation frame，paint，而timer和animation frame中又会执行属于各自顺序的mircotasks。尽管在i=2的时候会阻塞代码，然而还是会执行ainmtion frame的代码。

nodejs篇

nodejs六阶段

看这篇文章就够了,The Node.js Event Loop, Timers, and process.nextTick()

nodejs的事件循环有六个阶段

timers: setTimeout,setInterval
pending callbacks: 上一轮残留的IO回调
idle，prepare：内部使用
poll：接受新的IO事件，处理其他阶段不处理的回调，node在合适的情况会停留在该阶段
check： setImmediate的回调
close callbacks：关闭的回调

每个阶段有自己的callback队列，清空了队列或被执行的callback达到最大限制，进入下一个阶段，此时会运行process.nextTick

setImmediate(() => console.log(2));
setTimeout(() => console.log(1));
Promise.resolve().then(() => console.log(4));
process.nextTick(() => console.log(3));
(() => console.log(5))();

输出5,3,4,1,2

nodejs定时器

nodejs有四种定时器，setTimeout和setInterval算是一种类型，另外还有setImmediate和process.nextTick两种类型。他们跟mircotask如promise之间的执行顺序是怎样的呢？

有点摸不到头绪？写个代码看下结果

setTimeout(() => {
  console.log('t1')
  setTimeout(()=> {console.log('t3')})
  setTimeout(() => console.log('t4'))
  Promise.resolve(1).then(res => console.log('p3'))
  setImmediate(() => {
    console.log('i2')
    setTimeout(() => console.log('t6'))
    process.nextTick(() => {
      console.log('n4')
      process.nextTick(() => {
        console.log('n5')
      })
    })
    Promise.resolve(1).then(res => console.log('p4')).then(res => console.log('p5'))
  })
  setImmediate(() => {
    console.log('i3')
    setImmediate(() => console.log('i4'))
  })
  process.nextTick(() => console.log('n2'))
  process.nextTick(() => console.log('n3'))
})

setTimeout(res => {
  process.nextTick(() => console.log('n4'))
  console.log('t2')
})

Promise.resolve(1).then(res => console.log('p1')).then(res => console.log('p2'))
process.nextTick(() => console.log('n1'))
setImmediate(() => {
  console.log('i1')
  setTimeout(() => console.log('t5'))
})

输出结果是n1,p1,p2,t1,t2,n2,n3,n4,p3,i1,i2,i3,n4,n5,p4,p5,t3,t4,t5,t6,i4

过程如下

t1,t2进timer队列，p1进入mircotask队列，i1进入setImmediate队列
运行process.nextTick，输出n1，清空mircotask队列，输出p1，又加入新的promise任务，输出p2
进入timers阶段，清空timer队列
1. 运行t1，输出t1，然后t3，t4加入下一轮的timers队列，p3加入mircotask队列，i2，i3加入setImmediate队列，n2，n3加入process.nextTick队列,
2. 运行t2，输出t2，n4加入process.nextTick队列
切换阶段，清空nextTick队列，输出n2,n3,n4，清空mircotask队列，输出p3
进入check阶段
1. 运行i1，输出i1，t5加入timers队列
2. 运行i2，输出i2，t6加入timers队列，输出i2，i3，n4加入nextTick，p4加入mircok队列
3. 运行i3，输出i3，i4加入setImmediate队列
切换阶段，运行n4，输出n4，添加n5进队列，运行n5，输出n5，清空mircotask，运行p4，p5加入队列，输出p4，p5
timers阶段运行t3，t4，t5，t6
check阶段，输出i4