“JavaScript的事件循环机制揭秘：解密异步编程的核心”

摘要：本文将介绍进程、线程以及JavaScript的单线程特性。我们将详细探讨它们的定义、特点和作用，并重点关注JavaScript中的事件循环机制。

引言

计算机中的进程和线程是操作系统中非常重要的概念，它们对于程序的执行和资源的管理起着至关重要的作用。而JavaScript作为一门广泛应用于Web开发的脚本语言，有着自己独特的特性和限制。本文将以浏览器中的JavaScript执行环境为例，深入探讨进程、线程和JavaScript的单线程特性。

进程和线程

进程指的是cpu在运行指令和保存上下文所需的时间。每个进程都有自己独立的内存空间，它们之间相互隔离。而线程是进程中的更小单位，用于执行程序的指令。一个进程可以由多个线程组成，它们共享进程的资源，包括内存空间和文件等。

在浏览器中，打开一个新的标签页就会创建一个新的进程。而这个进程中又包含多个线程，用于处理不同的任务。例如，渲染线程负责将HTML、CSS和JavaScript转化为可视化的页面，HTTP请求线程负责发送网络请求和接收响应，而JavaScript引擎线程则负责执行JavaScript代码。

JavaScript的单线程特性

与其他编程语言不同，JavaScript是一门单线程的语言，即它在同一时间只能执行一个任务。这是由JavaScript的设计和用途决定的。

优点

节约内存：由于只有一个线程，JavaScript不需要为每个线程分配独立的内存空间，节约了内存资源。
无锁问题：多线程编程中常见的问题是竞态条件和死锁等锁问题。而JavaScript的单线程特性避免了这些问题，减少了上下文切换的时间。

缺点

性能限制：由于只有一个线程，JavaScript的性能受到限制。当执行长时间运行的任务时，会阻塞用户界面的响应。

为了解决这个问题，JavaScript引入了异步编程的概念。

异步编程

在JavaScript中，异步编程是通过事件循环机制来实现的。事件循环（Event Loop）是JavaScript执行环境的核心机制之一。

宏任务和微任务

在事件循环中，任务被分为宏任务和微任务：

宏任务：包括script代码、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O操作和UI渲染等。
微任务：包括Promise.then、MutationObserver和process.nextTick等。

注意：

async === return new Promise((resolve, reject) => {})
await === Promise.then()

详情见：从回调地狱到async/await：JavaScript异步执行的进化之路！ – 掘金 (juejin.cn)

Event Loop的执行过程

事件循环的执行过程如下：

执行同步代码（宏任务）：首先执行当前执行栈中的同步代码。注意：浏览器会给await提速，当成同步代码执行
查询异步任务：当执行栈为空时，事件循环会查询是否有需要执行的异步任务。
执行微任务：如果存在微任务队列，事件循环会执行微任务队列中的所有任务。
渲染页面：如果需要，事件循环将渲染页面，更新用户界面。
执行宏任务：执行下一个宏任务。

这个过程会不断重复，形成一个事件循环。

如下：

console.log('stard');
async function async1() {
    await async2()  // 浏览器会给await提速，当成同步代码执行
    console.log('async1 end');
}

async function async2() {
    console.log('async2 end');     
}

async1()
setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
}, 0);
new Promise((resolve) => {
    console.log('promise');
    resolve()
})
.then(() => {
    console.log('then1');
})
.then(() => {
    console.log('then2');
})
console.log('end');

首先我们执行第一个宏任务中的同步代码console.log('stard')，输出了stard。
然后，定义了两个异步函数async1和async2。其中，async1函数内部使用了await async2()，这会导致async2函数被等待执行。
调用async1()，开始执行async1函数。在这个过程中，会输出async2 end，然后将执行权交回给async1函数。
接着，遇到了setTimeout函数，它被放入宏任务队列中，等待执行。
然后，遇到了Promise对象的构造函数，是同步代码，它会立即执行，并输出promise。由于resolve()是同步执行的，所以then1和then2也会立即被放入微任务队列。
继续执行同步代码console.log('end')，输出end。
此时，当前执行栈已经空了，开始执行微任务。首先执行微任务队列中的then1，输出then1，然后执行then2，输出then2。
微任务队列中的任务执行完毕，开始执行下一个宏任务。这时候，执行宏任务队列中的setTimeout，输出setTimeout。

所以，最终的输出结果为：

stard
async2 end
promise
end
then1
then2
setTimeout

结论

本文介绍了进程、线程和JavaScript的单线程特性。进程指的是cpu在运行指令和保存上下文所需的时间，而线程是进程中的更小单位。JavaScript作为一门单线程语言，在同一时间只能执行一个任务。为了解决单线程的性能限制，JavaScript引入了异步编程的概念，并通过事件循环机制来实现。理解这些概念对于开发高效的JavaScript应用程序至关重要。

原文链接：https://juejin.cn/post/7323408577708523554 作者：小白234