弄懂 JavaScript 执行机制,宏任务和微任务

mac2025-08-01  1

本文的目的就是要保证你彻底弄懂javascript的执行机制。

不论你是javascript新手还是老鸟,不论是面试求职,还是日常开发工作,我们经常会遇到这样的情况:给定的几行代码,我们需要知道其输出内容和顺序。因为javascript是一门单线程语言,所以我们可以得出结论:

javascript是按照语句出现的顺序执行的

看到这里读者要打人了:我难道不知道js是一行一行执行的?还用你说?稍安勿躁,正因为js是一行一行执行的,所以我们以为js都是这样的:

 

let a = '1';

console.log(a);

 

let b = '2';

console.log(b);复制代码

 

 

 

然而实际上js是这样的:

 

setTimeout(function(){

console.log('定时器开始啦')

});

 

new Promise(function(resolve){

console.log('马上执行for循环啦');

for(var i = 0; i < 10000; i++){

i == 99 && resolve();

}

}).then(function(){

console.log('执行then函数啦')

});

 

console.log('代码执行结束');复制代码

 

 

 

依照js是按照语句出现的顺序执行这个理念,我自信的写下输出结果:

 

//"定时器开始啦"

//"马上执行for循环啦"

//"执行then函数啦"

//"代码执行结束"复制代码

去chrome上验证下,结果完全不对,瞬间懵了,说好的一行一行执行的呢?

 

 

 

我们真的要彻底弄明白javascript的执行机制了。

1.关于javascript

javascript是一门单线程语言,在最新的HTML5中提出了Web-Worker,但javascript是单线程这一核心仍未改变。所以一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的,一切javascript多线程都是纸老虎!

2.javascript事件循环

既然js是单线程,那就像只有一个窗口的银行,客户需要排队一个一个办理业务,同理js任务也要一个一个顺序执行。如果一个任务耗时过长,那么后一个任务也必须等着。那么问题来了,假如我们想浏览新闻,但是新闻包含的超清图片加载很慢,难道我们的网页要一直卡着直到图片完全显示出来?因此聪明的程序员将任务分为两类:

同步任务异步任务

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。关于这部分有严格的文字定义,但本文的目的是用最小的学习成本彻底弄懂执行机制,所以我们用导图来说明:

 

 

 

导图要表达的内容用文字来表述的话:

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)。

我们不禁要问了,那怎么知道主线程执行栈为空啊?js引擎存在monitoring process进程,会持续不断的检查主线程执行栈是否为空,一旦为空,就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。

说了这么多文字,不如直接一段代码更直白:

 

let data = [];

$.ajax({

url:www.javascript.com,

data:data,

success:() => {

console.log('发送成功!');

}

})

console.log('代码执行结束');复制代码

上面是一段简易的ajax请求代码:

ajax进入Event Table,注册回调函数success。执行console.log('代码执行结束')。ajax事件完成,回调函数success进入Event Queue。主线程从Event Queue读取回调函数success并执行。

相信通过上面的文字和代码,你已经对js的执行顺序有了初步了解。接下来我们来研究进阶话题:setTimeout。

3.又爱又恨的setTimeout

大名鼎鼎的setTimeout无需再多言,大家对他的第一印象就是异步可以延时执行,我们经常这么实现延时3秒执行:

 

setTimeout(() => {

console.log('延时3秒');

},3000)复制代码

渐渐的setTimeout用的地方多了,问题也出现了,有时候明明写的延时3秒,实际却5,6秒才执行函数,这又咋回事啊?

先看一个例子:

 

setTimeout(() => {

task();

},3000)

console.log('执行console');复制代码

根据前面我们的结论,setTimeout是异步的,应该先执行console.log这个同步任务,所以我们的结论是:

 

//执行console

//task()复制代码

去验证一下,结果正确! 然后我们修改一下前面的代码:

 

setTimeout(() => {

task()

},3000)

 

sleep(10000000)复制代码

乍一看其实差不多嘛,但我们把这段代码在chrome执行一下,却发现控制台执行task()需要的时间远远超过3秒,说好的延时三秒,为啥现在需要这么长时间啊?

这时候我们需要重新理解setTimeout的定义。我们先说上述代码是怎么执行的:

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。

上述的流程走完,我们知道setTimeout这个函数,是经过指定时间后,把要执行的任务(本例中为task())加入到Event Queue中,又因为是单线程任务要一个一个执行,如果前面的任务需要的时间太久,那么只能等着,导致真正的延迟时间远远大于3秒。

我们还经常遇到setTimeout(fn,0)这样的代码,0秒后执行又是什么意思呢?是不是可以立即执行呢?

答案是不会的,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。举例说明:

 

//代码1

console.log('先执行这里');

setTimeout(() => {

console.log('执行啦')

},0);复制代码

 

//代码2

console.log('先执行这里');

setTimeout(() => {

console.log('执行啦')

},3000);复制代码

代码1的输出结果是:

 

//先执行这里

//执行啦复制代码

代码2的输出结果是:

 

//先执行这里

// ... 3s later

// 执行啦复制代码

关于setTimeout要补充的是,即便主线程为空,0毫秒实际上也是达不到的。根据HTML的标准,最低是4毫秒。有兴趣的同学可以自行了解。

4.又恨又爱的setInterval

上面说完了setTimeout,当然不能错过它的孪生兄弟setInterval。他俩差不多,只不过后者是循环的执行。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,我们已经知道不是每过ms秒会执行一次fn,而是每过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。这句话请读者仔细品味。

5.Promise与process.nextTick(callback)

传统的定时器我们已经研究过了,接着我们探究Promise与process.nextTick(callback)的表现。

Promise的定义和功能本文不再赘述,不了解的读者可以学习一下阮一峰老师的Promise。而process.nextTick(callback)类似node.js版的"setTimeout",在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。

我们进入正题,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script,setTimeout,setIntervalmicro-task(微任务):Promise,process.nextTick

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。

事件循环的顺序,决定js代码的执行顺序。进入整体代码(宏任务)后,开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始,找到其中一个任务队列执行完毕,再执行所有的微任务。听起来有点绕,我们用文章最开始的一段代码说明:

 

setTimeout(function() {

console.log('setTimeout');

})

 

new Promise(function(resolve) {

console.log('promise');

}).then(function() {

console.log('then');

})

 

console.log('console');复制代码

这段代码作为宏任务,进入主线程。先遇到setTimeout,那么将其回调函数注册后分发到宏任务Event Queue。(注册过程与上同,下文不再描述)接下来遇到了Promise,new Promise立即执行,then函数分发到微任务Event Queue。遇到console.log(),立即执行。好啦,整体代码script作为第一个宏任务执行结束,看看有哪些微任务?我们发现了then在微任务Event Queue里面,执行。ok,第一轮事件循环结束了,我们开始第二轮循环,当然要从宏任务Event Queue开始。我们发现了宏任务Event Queue中setTimeout对应的回调函数,立即执行。结束。

事件循环,宏任务,微任务的关系如图所示:

 

 

 

我们来分析一段较复杂的代码,看看你是否真的掌握了js的执行机制:

 

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')

})

})复制代码

第一轮事件循环流程分析如下:

整体script作为第一个宏任务进入主线程,遇到console.log,输出1。遇到setTimeout,其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。遇到process.nextTick(),其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。遇到Promise,new Promise直接执行,输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。又遇到了setTimeout,其回调函数被分发到宏任务Event Queue中,我们记为setTimeout2。 宏任务Event Queue微任务Event QueuesetTimeout1process1setTimeout2then1

上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况,此时已经输出了1和7。

我们发现了process1和then1两个微任务。

执行process1,输出6。执行then1,输出8。

好了,第一轮事件循环正式结束,这一轮的结果是输出1,7,6,8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始:

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick(),同样将其分发到微任务Event Queue中,记为process2。new Promise立即执行输出4,then也分发到微任务Event Queue中,记为then2。 宏任务Event Queue微任务Event QueuesetTimeout2process2 then2 第二轮事件循环宏任务结束,我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。输出3。输出5。第二轮事件循环结束,第二轮输出2,4,3,5。第三轮事件循环开始,此时只剩setTimeout2了,执行。直接输出9。将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。直接执行new Promise,输出11。将then分发到微任务Event Queue中,记为then3。 宏任务Event Queue微任务Event Queue process3 then3 第三轮事件循环宏任务执行结束,执行两个微任务process3和then3。输出10。输出12。第三轮事件循环结束,第三轮输出9,11,10,12。

整段代码,共进行了三次事件循环,完整的输出为1,7,6,8,2,4,3,5,9,11,10,12。 (请注意,node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同,输出顺序可能会有误差)

 

process.nextTick(function(){

console.log(7);

});

 

new Promise(function(resolve){

console.log(3);

resolve();

console.log(4);

}).then(function(){

console.log(5);

});

 

process.nextTick(function(){

console.log(8);

});

这段代码运行结果是3,4,7,8,5 process.nextTick和Promise都是Microtasks,为什么process.nextTick会先执行?

rocess.nextTick 永远大于 promise.then,原因其实很简单。。。在Node中,_tickCallback在每一次执行完TaskQueue中的一个任务后被调用,而这个_tickCallback中实质上干了两件事:

1.nextTickQueue中所有任务执行掉(长度最大1e4,Node版本v6.9.1)

2.第一步执行完后执行_runMicrotasks函数,执行microtask中的部分(promise.then注册的回调)

所以很明显 process.nextTick > promise.then

6.写在最后

(1)js的异步

我们从最开头就说javascript是一门单线程语言,不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步,其实都是用同步的方法去模拟的,牢牢把握住单线程这点非常重要。

(2)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。

(3)javascript的执行和运行

执行和运行有很大的区别,javascript在不同的环境下,比如node,浏览器,Ringo等等,执行方式是不同的。而运行大多指javascript解析引擎,是统一的。

(4)setImmediate

微任务和宏任务还有很多种类,比如setImmediate等等,执行都是有共同点的,有兴趣的同学可以自行了解。

(5)最后的最后

javascript是一门单线程语言Event Loop是javascript的执行机制

牢牢把握两个基本点,以认真学习javascript为中心,早日实现成为前端高手的伟大梦想!

 

续集:

 

 

宏任务一般是:包括整体代码script,setTimeout,setInterval。 微任务:Promise,process.nextTick。

a主线任务 异步队列,先执行:

b微任务, c最宏任务。 27.前端跨域的方式 ​ 使用jsonp跨域,因为script标签引入的js是不受同源策略的限制,通过script标签引入一个js或者是一个其他后缀形式(如php,jsp等)的文件,此时文件返回一个JS函数的调用

​ 通过cors跨域,实现cors通信的关键是服务器,只要服务器实现cors接口,就可以跨域

<script type="text/javascript">     var xhr = new XMLHttpRequest();     xhr.open("GET", "http://segmentfault.com/u/trigkit4/",true);     xhr.send(); </script> 1 2 3 4 5 ​ 反向代理跨域,反向代理指的是在前端的服务器环境中, 短暂的开启一个后端服务器, 由后端服务器进行数据请求, 然后在将结果返回给前端  

 

 

再续eventloop事件:

前言

Event Loop即事件循环,是指浏览器或Node的一种解决javaScript单线程运行时不会阻塞的一种机制,也就是我们经常使用异步的原理。

为啥要弄懂Event Loop

是要增加自己技术的深度,也就是懂得JavaScript的运行机制。

现在在前端领域各种技术层出不穷,掌握底层原理,可以让自己以不变,应万变。

应对各大互联网公司的面试,懂其原理,题目任其发挥。

Event Loop

在JavaScript中,任务被分为两种,一种宏任务(MacroTask)也叫Task,一种叫微任务(MicroTask)。

MacroTask(宏任务)

script全部代码、setTimeout、setInterval、setImmediate(浏览器暂时不支持,只有IE10支持,具体可见MDN)、I/O、UI Rendering。

MicroTask(微任务)

Process.nextTick(Node独有)、Promise、Object.observe(废弃)、MutationObserver(具体使用方式查看这里)

浏览器中的Event Loop

Javascript 有一个 main thread 主线程和 call-stack 调用栈(执行栈),所有的任务都会被放到调用栈等待主线程执行。

JS调用栈

JS调用栈采用的是后进先出的规则,当函数执行的时候,会被添加到栈的顶部,当执行栈执行完成后,就会从栈顶移出,直到栈内被清空。

同步任务和异步任务

Javascript单线程任务被分为同步任务和异步任务,同步任务会在调用栈中按照顺序等待主线程依次执行,异步任务会在异步任务有了结果后,将注册的回调函数放入任务队列中等待主线程空闲的时候(调用栈被清空),被读取到栈内等待主线程的执行。

 

 

任务队列Task Queue,即队列,是一种先进先出的一种数据结构。

 

 

 

 

事件循环的进程模型

选择当前要执行的任务队列,选择任务队列中最先进入的任务,如果任务队列为空即null,则执行跳转到微任务(MicroTask)的执行步骤。将事件循环中的任务设置为已选择任务。执行任务。将事件循环中当前运行任务设置为null。将已经运行完成的任务从任务队列中删除。microtasks步骤:进入microtask检查点。更新界面渲染。返回第一步。

执行进入microtask检查点时,用户代理会执行以下步骤:

设置microtask检查点标志为true。当事件循环microtask执行不为空时:选择一个最先进入的microtask队列的microtask,将事件循环的microtask设置为已选择的microtask,运行microtask,将已经执行完成的microtask为null,移出microtask中的microtask。清理IndexDB事务设置进入microtask检查点的标志为false。

上述可能不太好理解,下图是我做的一张图片。

执行栈在执行完同步任务后,查看执行栈是否为空,如果执行栈为空,就会去检查微任务(microTask)队列是否为空,如果为空的话,就执行Task(宏任务),否则就一次性执行完所有微任务。 每次单个宏任务执行完毕后,检查微任务(microTask)队列是否为空,如果不为空的话,会按照先入先出的规则全部执行完微任务(microTask)后,设置微任务(microTask)队列为null,然后再执行宏任务,如此循环。

举个例子

console.log('script start'); setTimeout(function() { console.log('setTimeout'); }, 0); Promise.resolve().then(function() { console.log('promise1'); }).then(function() { console.log('promise2'); }); console.log('script end'); 复制代码

首先我们划分几个分类:

第一次执行:

Tasks:run script、 setTimeout callback Microtasks:Promise then JS stack: script Log: script start、script end。 复制代码

执行同步代码,将宏任务(Tasks)和微任务(Microtasks)划分到各自队列中。

第二次执行:

Tasks:run script、 setTimeout callback Microtasks:Promise2 then JS stack: Promise2 callback Log: script start、script end、promise1、promise2 复制代码

执行宏任务后,检测到微任务(Microtasks)队列中不为空,执行Promise1,执行完成Promise1后,调用Promise2.then,放入微任务(Microtasks)队列中,再执行Promise2.then。

第三次执行:

Tasks:setTimeout callback Microtasks: JS stack: setTimeout callback Log: script start、script end、promise1、promise2、setTimeout 复制代码

当微任务(Microtasks)队列中为空时,执行宏任务(Tasks),执行setTimeout callback,打印日志。

第四次执行:

Tasks:setTimeout callback Microtasks: JS stack: Log: script start、script end、promise1、promise2、setTimeout 复制代码

清空Tasks队列和JS stack。

以上执行帧动画可以查看Tasks, microtasks, queues and schedules 或许这张图也更好理解些。

 

 

 

再举个例子

console.log('script start') async function async1() { await async2() console.log('async1 end') } async function async2() { console.log('async2 end') } async1() setTimeout(function() { console.log('setTimeout') }, 0) new Promise(resolve => { console.log('Promise') resolve() }) .then(function() { console.log('promise1') }) .then(function() { console.log('promise2') }) console.log('script end') 复制代码

这里需要先理解async/await。

async/await 在底层转换成了 promise 和 then 回调函数。 也就是说,这是 promise 的语法糖。 每次我们使用 await, 解释器都创建一个 promise 对象,然后把剩下的 async 函数中的操作放到 then 回调函数中。async/await 的实现,离不开 Promise。从字面意思来理解,async 是“异步”的简写,而 await 是 async wait 的简写可以认为是等待异步方法执行完成。

关于73以下版本和73版本的区别

在老版本版本以下,先执行promise1和promise2,再执行async1。在73版本,先执行async1再执行promise1和promise2。

主要原因是因为在谷歌(金丝雀)73版本中更改了规范,如下图所示:

 

 

 

区别在于RESOLVE(thenable)和之间的区别Promise.resolve(thenable)。

在老版本中

首先,传递给 await 的值被包裹在一个 Promise 中。然后,处理程序附加到这个包装的 Promise,以便在 Promise 变为 fulfilled 后恢复该函数,并且暂停执行异步函数,一旦 promise 变为 fulfilled,恢复异步函数的执行。每个 await 引擎必须创建两个额外的 Promise(即使右侧已经是一个 Promise)并且它需要至少三个 microtask 队列 ticks(tick为系统的相对时间单位,也被称为系统的时基,来源于定时器的周期性中断(输出脉冲),一次中断表示一个tick,也被称做一个“时钟滴答”、时标。)。

引用贺老师知乎上的一个例子

async function f() { await p console.log('ok') } 复制代码

简化理解为:

function f() { return RESOLVE(p).then(() => { console.log('ok') }) } 复制代码 如果 RESOLVE(p) 对于 p 为 promise 直接返回 p 的话,那么 p的 then 方法就会被马上调用,其回调就立即进入 job 队列。而如果 RESOLVE(p) 严格按照标准,应该是产生一个新的 promise,尽管该 promise确定会 resolve 为 p,但这个过程本身是异步的,也就是现在进入 job 队列的是新 promise 的 resolve过程,所以该 promise 的 then 不会被立即调用,而要等到当前 job 队列执行到前述 resolve 过程才会被调用,然后其回调(也就是继续 await 之后的语句)才加入 job 队列,所以时序上就晚了。

谷歌(金丝雀)73版本中

使用对PromiseResolve的调用来更改await的语义,以减少在公共awaitPromise情况下的转换次数。如果传递给 await 的值已经是一个 Promise,那么这种优化避免了再次创建 Promise 包装器,在这种情况下,我们从最少三个 microtick 到只有一个 microtick。

详细过程:

73以下版本

首先,打印script start,调用async1()时,返回一个Promise,所以打印出来async2 end。每个 await,会新产生一个promise,但这个过程本身是异步的,所以该await后面不会立即调用。继续执行同步代码,打印Promise和script end,将then函数放入微任务队列中等待执行。同步执行完成之后,检查微任务队列是否为null,然后按照先入先出规则,依次执行。然后先执行打印promise1,此时then的回调函数返回undefinde,此时又有then的链式调用,又放入微任务队列中,再次打印promise2。再回到await的位置执行返回的 Promise 的 resolve 函数,这又会把 resolve 丢到微任务队列中,打印async1 end。当微任务队列为空时,执行宏任务,打印setTimeout。

谷歌(金丝雀73版本)

如果传递给 await 的值已经是一个 Promise,那么这种优化避免了再次创建 Promise 包装器,在这种情况下,我们从最少三个 microtick 到只有一个 microtick。引擎不再需要为 await 创造 throwaway Promise - 在绝大部分时间。现在 promise 指向了同一个 Promise,所以这个步骤什么也不需要做。然后引擎继续像以前一样,创建 throwaway Promise,安排 PromiseReactionJob 在 microtask 队列的下一个 tick 上恢复异步函数,暂停执行该函数,然后返回给调用者。

具体详情查看(这里)。

NodeJS的Event Loop

 

 

 

Node中的Event Loop是基于libuv实现的,而libuv是 Node 的新跨平台抽象层,libuv使用异步,事件驱动的编程方式,核心是提供i/o的事件循环和异步回调。libuv的API包含有时间,非阻塞的网络,异步文件操作,子进程等等。 Event Loop就是在libuv中实现的。

 

 

Node的Event loop一共分为6个阶段,每个细节具体如下:

timers: 执行setTimeout和setInterval中到期的callback。pending callback: 上一轮循环中少数的callback会放在这一阶段执行。idle, prepare: 仅在内部使用。poll: 最重要的阶段,执行pending callback,在适当的情况下回阻塞在这个阶段。check: 执行setImmediate(setImmediate()是将事件插入到事件队列尾部,主线程和事件队列的函数执行完成之后立即执行setImmediate指定的回调函数)的callback。close callbacks: 执行close事件的callback,例如socket.on('close'[,fn])或者http.server.on('close, fn)。

具体细节如下:

timers

执行setTimeout和setInterval中到期的callback,执行这两者回调需要设置一个毫秒数,理论上来说,应该是时间一到就立即执行callback回调,但是由于system的调度可能会延时,达不到预期时间。 以下是官网文档解释的例子:

const fs = require('fs'); function someAsyncOperation(callback) { // Assume this takes 95ms to complete fs.readFile('/path/to/file', callback); } const timeoutScheduled = Date.now(); setTimeout(() => { const delay = Date.now() - timeoutScheduled; console.log(`${delay}ms have passed since I was scheduled`); }, 100); // do someAsyncOperation which takes 95 ms to complete someAsyncOperation(() => { const startCallback = Date.now(); // do something that will take 10ms... while (Date.now() - startCallback < 10) { // do nothing } }); 复制代码

当进入事件循环时,它有一个空队列(fs.readFile()尚未完成),因此定时器将等待剩余毫秒数,当到达95ms时,fs.readFile()完成读取文件并且其完成需要10毫秒的回调被添加到轮询队列并执行。 当回调结束时,队列中不再有回调,因此事件循环将看到已达到最快定时器的阈值,然后回到timers阶段以执行定时器的回调。

在此示例中,您将看到正在调度的计时器与正在执行的回调之间的总延迟将为105毫秒。

以下是我测试时间:

 

 

pending callbacks

此阶段执行某些系统操作(例如TCP错误类型)的回调。 例如,如果TCP socket ECONNREFUSED在尝试connect时receives,则某些* nix系统希望等待报告错误。 这将在pending callbacks阶段执行。

poll

该poll阶段有两个主要功能:

执行I/O回调。处理轮询队列中的事件。

当事件循环进入poll阶段并且在timers中没有可以执行定时器时,将发生以下两种情况之一

如果poll队列不为空,则事件循环将遍历其同步执行它们的callback队列,直到队列为空,或者达到system-dependent(系统相关限制)。

如果poll队列为空,则会发生以下两种情况之一

如果有setImmediate()回调需要执行,则会立即停止执行poll阶段并进入执行check阶段以执行回调。

如果没有setImmediate()回到需要执行,poll阶段将等待callback被添加到队列中,然后立即执行。

当然设定了 timer 的话且 poll 队列为空,则会判断是否有 timer 超时,如果有的话会回到 timer 阶段执行回调。

check

此阶段允许人员在poll阶段完成后立即执行回调。 如果poll阶段闲置并且script已排队setImmediate(),则事件循环到达check阶段执行而不是继续等待。

setImmediate()实际上是一个特殊的计时器,它在事件循环的一个单独阶段运行。它使用libuv API来调度在poll阶段完成后执行的回调。

通常,当代码被执行时,事件循环最终将达到poll阶段,它将等待传入连接,请求等。 但是,如果已经调度了回调setImmediate(),并且轮询阶段变为空闲,则它将结束并且到达check阶段,而不是等待poll事件。

console.log('start') setTimeout(() => { console.log('timer1') Promise.resolve().then(function() { console.log('promise1') }) }, 0) setTimeout(() => { console.log('timer2') Promise.resolve().then(function() { console.log('promise2') }) }, 0) Promise.resolve().then(function() { console.log('promise3') }) console.log('end') 复制代码

如果node版本为v11.x, 其结果与浏览器一致。

start end promise3 timer1 promise1 timer2 promise2 复制代码

具体详情可以查看《又被node的eventloop坑了,这次是node的锅》。

如果v10版本上述结果存在两种情况:

如果time2定时器已经在执行队列中了 start end promise3 timer1 timer2 promise1 promise2 复制代码 如果time2定时器没有在执行对列中,执行结果为 start end promise3 timer1 promise1 timer2 promise2 复制代码

具体情况可以参考poll阶段的两种情况。

从下图可能更好理解:

 

 

 

setImmediate() 的setTimeout()的区别

setImmediate和setTimeout()是相似的,但根据它们被调用的时间以不同的方式表现。

setImmediate()设计用于在当前poll阶段完成后check阶段执行脚本 。setTimeout() 安排在经过最小(ms)后运行的脚本,在timers阶段执行。

举个例子

setTimeout(() => { console.log('timeout'); }, 0); setImmediate(() => { console.log('immediate'); }); 复制代码

执行定时器的顺序将根据调用它们的上下文而有所不同。 如果从主模块中调用两者,那么时间将受到进程性能的限制。

其结果也不一致

如果在I / O周期内移动两个调用,则始终首先执行立即回调:

const fs = require('fs'); fs.readFile(__filename, () => { setTimeout(() => { console.log('timeout'); }, 0); setImmediate(() => { console.log('immediate'); }); }); 复制代码

其结果可以确定一定是immediate => timeout。 主要原因是在I/O阶段读取文件后,事件循环会先进入poll阶段,发现有setImmediate需要执行,会立即进入check阶段执行setImmediate的回调。

然后再进入timers阶段,执行setTimeout,打印timeout。

┌───────────────────────────┐ ┌─>│ timers │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ ┌─────────────┴─────────────┐ │ │ pending callbacks │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ ┌─────────────┴─────────────┐ │ │ idle, prepare │ │ └─────────────┬─────────────┘ ┌───────────────┐ │ ┌─────────────┴─────────────┐ │ incoming: │ │ │ poll │<─────┤ connections, │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ data, etc. │ │ ┌─────────────┴─────────────┐ └───────────────┘ │ │ check │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ ┌─────────────┴─────────────┐ └──┤ close callbacks │ └───────────────────────────┘ 复制代码

Process.nextTick()

process.nextTick()虽然它是异步API的一部分,但未在图中显示。这是因为process.nextTick()从技术上讲,它不是事件循环的一部分。

process.nextTick()方法将 callback 添加到next tick队列。 一旦当前事件轮询队列的任务全部完成,在next tick队列中的所有callbacks会被依次调用。

换种理解方式:

当每个阶段完成后,如果存在 nextTick 队列,就会清空队列中的所有回调函数,并且优先于其他 microtask 执行。

例子

let bar; setTimeout(() => { console.log('setTimeout'); }, 0) setImmediate(() => { console.log('setImmediate'); }) function someAsyncApiCall(callback) { process.nextTick(callback); } someAsyncApiCall(() => { console.log('bar', bar); // 1 }); bar = 1; 复制代码

在NodeV10中上述代码执行可能有两种答案,一种为:

bar 1 setTimeout setImmediate 复制代码

另一种为:

bar 1 setImmediate setTimeout 复制代码

无论哪种,始终都是先执行process.nextTick(callback),打印bar 1

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