要想搞懂js的执行顺序先要了解js的运行机制;
和其他博客文章不一样,此篇主要结合个人总结,结合知识点和题目,希望可以帮个小时内辅助你掌握知识点;
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来个开胃菜,看看你答对了没(网上搞了一个今日头条的面试题)
async function async1() {
console.log('async1 start');
await async2();
console.log('async1 end');
}
async function async2() {
console.log('async2');
}
console.log('script start');
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
}, 0)
async1();
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise1');
resolve();
}).then(function() {
console.log('promise2');
});
console.log('script end');
答案
/*
script start
async1 start
async2
promise1
script end
async1 end
promise2
setTimeout
*/
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1. js运行机制
1.1 单线程的JavaScript
js是单线程的,基于事件循环,非阻塞IO的。
特点: 处理I/O型的应用,不适合CPU运算密集型的应用。
说明: 事件循环中使用一个事件队列,在每个时间点上,系统只会处理一个事件,即使电脑有多个CPU核心,也无法同时并行的处理多个事件。因此,node.js在I/O型的应用中,给每一个输入输出定义一个回调函数,node.js会自动将其加入到事件轮询的处理队列里,当I/O操作完成后,这个回调函数会被触发,系统会继续处理其他的请求。
- 然而单线程不应该是自上而下按照顺序执行的吗?
- 下面的代码输出顺序就被打乱了
function fn(){
console.log('start');
setTimeout(()=>{
console.log('setTimeout');
},0);
console.log('end');
}
fn()
// 输出 start end setTimeout
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1.2 JavaScript中的同步异步
js的同步异步是如何实现的?
js中包含诸多创建异步的函数如:
seTimeout,setInterval,dom事件,ajax,Promise,process.nextTick等函数
> 因为单线程,所以代码是自上而下执行,所有代码被放到`执行栈`中执行;
> 遇到异步函数将回调函数添加到一个`任务队列`里面(按顺序寄存起来);
> 当`执行栈`中的代码执行完以后,会去循环`任务队列`里的函数(按顺序获取寄存的函数);
> 将`任务队列`里的函数放到`执行栈`中执行;
> 如此往复,称为`事件循环`;
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- 这样分析,上一段的代码就得到了合理的解释;
- 再来看一下这段代码;
function fn() {
setTimeout(()=>{
console.log('a');
},0);
new Promise((resolve)=>{
console.log('b');
resolve();
}).then(()=>{
console.log('c')
});
}
fn()
答案
// b c a
解释
》执行栈中有fn() 函数,开始执行
》fn()执行中发现有异步函数 setTimeout(()=>{ console.log('a'); },0);将它寄存到任务队列;
》继续往下执行……,所以为什么看到a 最后输入;
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那么问题来了,b和c 如何区分顺序呢? 往下看
1.2.1 Promise和async中的立即执行
我们知道Promise中的异步体现在then和catch中,所以写在Promise中的代码是被当做同步任务 立即执行 的。
而在async/await中,在出现await出现之前,其中的代码也是 立即执行 的。\
那么出现了await时候发生了什么呢?
1.2.2 await做了什么
从字面意思上看await就是等待,await 等待的是一个表达式,这个表达式的返回值可以是一个promise对象也可以是其他值。
很多人以为await会一直等待之后的表达式执行完之后才会继续执行后面的代码,实际上await是一个让出线程的标志。await后面的表达式会先执行一遍,将await后面的代码加入到microtask中,然后就会跳出整个async函数来执行后面的代码。\
由于因为async await 本身就是promise+generator的语法糖。所以await后面的代码是microtask。所以对于开始面试题中的
**
async function async1() {
console.log('async1 start');
await async2();
console.log('async1 end');
}
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等价于
**
async function async1() {
console.log('async1 start');
Promise.resolve(async2()).then(() => {
console.log('async1 end');
})
}
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例子解释
async function async1() {
console.log('async1 start');
await async2();
console.log('async1 end');
}
async function async2() {
console.log('async2');
}
async1();
所以说 async里面,即await之前的代码是立即执行的;所以输出顺序
//async1 start
//async2
//async1 end
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1.3 宏任务和微任务
两任务在同步异步中处于什么地位?
两个任务分别处于任务队列
中的宏队列
与微队列
中;
宏队列
与微队列
组成了任务队列;
任务队列
将任务放入执行栈
中执行
1.3.1 宏任务:
宏队列,macrotask,也叫tasks
宏队列,macrotask,也叫tasks。
异步任务的回调会依次进入macro task queue,等待后续被调用,
这些异步任务包括:
- setTimeout
- setInterval
- setImmediate (Node独有)
- requestAnimationFrame (浏览器独有)
- I/O
- UI rendering (浏览器独有)
常见的setTimeout一定要记住,其他如果能全部记住就最好
1.3.2 微任务:
微队列,microtask,也叫jobs
微队列,microtask,也叫jobs。
异步任务的回调会依次进入micro task queue,等待后续被调用,
这些异步任务包括:
- process.nextTick (Node独有)
- Promise
- Object.observe
- MutationObserver
常见的Promise一定要记住,其他如果能全部记住就最好
整个周期串起来
- 执行全局Script同步代码,这些同步代码有一些是同步语句,有一些是异步语句(比如setTimeout等);
- 全局Script代码执行完毕后,
执行栈
Stack会清空;- 从
微队列
中取出位于队首的回调任务,放入执行栈
Stack中执行,执行完后微队列
长度减1;- 继续循环取出位于
微队列
的任务,放入执行栈
Stack中执行,以此类推,直到直到把微任务
执行完毕。注意,如果在执行微任务
的过程中,又产生了微任务
,那么会加入到微队列
的末尾,也会在这个周期被调用执行;微队列
中的所有微任务
都执行完毕,此时微队列
为空队列,执行栈
Stack也为空;- 取出
宏队列
中的任务,放入执行栈
Stack中执行;- 执行完毕后,
执行栈
Stack为空;- 重复第3-7个步骤;
以上才是一个完整的事件循环
这里我在转译一下通俗解释
> 执行栈里面(即主函数里面)先执行(此时相当于执行第一个宏函数);按顺序临时存储宏队列和微队列;
> 当执行栈执行完成后,开始依次去除微队列执行(如果发现微队列里面又有微队列,那就从微队列栈最后插入);
> 当微队列执行完成后,再依次执行宏队列;
> 然后重复循环
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1.4 面试题解读
async function async1() {
console.log('async1 start');
await async2();
console.log('async1 end');
}
async function async2() {
console.log('async2');
}
console.log('script start');
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
}, 0)
async1();
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise1');
resolve();
}).then(function() {
console.log('promise2');
});
console.log('script end');
答案
/*
script start
async1 start
async2
promise1
script end
async1 end
promise2
setTimeout
*/
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1.首先,事件循环从宏任务(macrotask)队列开始,这个时候,宏任务队列中,只有一个script(整体代码)任务;当遇到任务源(task source)时,则会先分发任务到对应的任务队列中去。
2.然后我们看到首先定义了两个async函数,接着往下看,然后遇到了 console 语句,直接输出 script start。输出之后,script 任务继续往下执行,遇到 setTimeout,其作为一个宏任务源,则会先将其任务分发到对应的队列中
3.script 任务继续往下执行,执行了async1()函数,前面讲过async函数中在await之前的代码是立即执行的,所以会立即输出async1 start。
遇到了await时,会将await后面的表达式执行一遍,所以就紧接着输出async2,然后将await后面的代码也就是console.log(‘async1 end’)加入到microtask中的Promise队列中,接着跳出async1函数来执行后面的代码
4.script任务继续往下执行,遇到Promise实例。由于Promise中的函数是立即执行的,而后续的 .then 则会被分发到 microtask 的 Promise 队列中去。所以会先输出 promise1,然后执行 resolve,将 promise2 分配到对应队列
5.script任务继续往下执行,最后只有一句输出了 script end,至此,全局任务就执行完毕了。
根据上述,每次执行完一个宏任务之后,会去检查是否存在 Microtasks;如果有,则执行 Microtasks 直至清空 Microtask Queue。
因而在script任务执行完毕之后,开始查找清空微任务队列。此时,微任务中, Promise 队列有的两个任务async1 end和promise2,因此按先后顺序输出 async1 end,promise2。当所有的 Microtasks 执行完毕之后,表示第一轮的循环就结束了
6.第二轮循环依旧从宏任务队列开始。此时宏任务中只有一个 setTimeout,取出直接输出即可,至此整个流程结束
总结一下解题思路:
1.
> 首先,事件循环从宏任务(macrotask)队列开始,这个时候,宏任务队列中,只有一个script(整体代码)任务;
> 当任务遇到 async/await和Promise 分配到这个宏队列的微队列里面;
> 当遇到setTimeout 的时候分配到下一个宏队列里面
2.
> 执行了async1()函数,前面讲过async函数中在await之前的代码是立即执行的,所以会立即输出async1 start。
> 遇到了await时,会将await后面的表达式执行一遍,所以就紧接着输出async2,然后将await后面的代码也就是console.log('async1 end')加入到microtask中的Promise队列中,接着跳出async1函数来执行后面的代码
3.
> 遇到Promise实例。由于Promise中的函数是立即执行的,而后续的 .then 则会被分发到 microtask 的 Promise 队列中去。所以会先输出 promise1,然后执行 resolve,将 promise2 分配到对应队列
4.
> 任务继续往下执行,最后只有一句输出了 script end,至此,全局任务就执行完毕了。即第一个宏任务执行完了
> 根据上述,每次执行完一个宏任务之后,会去检查是否存在 Microtasks;如果有,则执行 Microtasks 直至清空 Microtask Queue。
> 因而在script任务执行完毕之后,开始查找清空微任务队列。此时,微任务中, Promise 队列有的两个任务async1 end和promise2,因此按先后顺序输出 async1 end,promise2。当所有的 Microtasks 执行完毕之后,表示第一轮的循环就结束了
5.
> 第二轮循环依旧从宏任务队列开始。此时宏任务中只有一个 setTimeout,取出直接输出即可,至此整个流程结束
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简单练习题
function fn(){
console.log(1);
setTimeout(() => {
console.log(2);
Promise.resolve().then(() => {
console.log(3);
});
},0);
new Promise((resolve, reject) => {
console.log(4);
resolve(5);
}).then(data => {
console.log(data);
});
setTimeout(() => {
console.log(6);
},0);
console.log(7);
}
fn();
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分解流程
- 执行函数同步语句;
-
step1
console.log(1); 复制代码
执行栈: [ console ]
宏任务: []
微任务: []打印结果:
1 -
step2
setTimeout(() => { // 这个回调函数叫做callback1,setTimeout属于宏任务,所以放到宏队列中 console.log(2); Promise.resolve().then(() => { console.log(3) }); }); 复制代码
执行栈: [ setTimeout ]
宏任务: [ callback1 ]
微任务: []打印结果:
1 -
step3
new Promise((resolve, reject) => { // 注意,这里是同步执行的 console.log(4); resolve(5) }).then((data) => { // 这个回调函数叫做callback2,promise属于微任务,所以放到微队列中 console.log(data); }); 复制代码
执行栈: [ promise ]
宏任务: [ callback1 ]
微任务: [ callback2 ]打印结果:
1
4 -
step4
setTimeout(() => { // 这个回调函数叫做callback3,setTimeout属于宏任务,所以放到宏队列中 console.log(6); }) 复制代码
执行栈: [ setTimeout ]
宏任务: [ callback1 , callback3 ]
微任务: [ callback2 ]打印结果:
1
4 -
step5
console.log(7) 复制代码
执行栈: [ console ]
宏任务: [ callback1 , callback3 ]
微任务: [ callback2 ]打印结果:
1
4
7
- 同步语句执行完毕,从
微队列
中依次取出任务执行,直到微队列
为空。
(即当前宏任务执行栈执行完毕,开始清除微队列的任务)
-
step6
console.log(data) // 这里data是Promise的成功参数为5 复制代码
执行栈: [ callback2 ]
宏任务: [ callback1 , callback3 ]
微任务: []打印结果:
1
4
7
5
- 这里
微队列
中只有一个任务,执行完后开始从宏队列
中取任务执行
-
step7
console.log(2); 复制代码
执行栈: [ callback1 ]
宏任务: [ callback3 ]
微任务: []打印结果:
1
4
7
5
2但是执行
callback1
的时候遇到另一个Promise,Promise异步执行完毕以后在微队列
中又注册了一个callback4
函数 -
step8
Promise.resolve().then(() => { // 这个回调函数叫做callback4,promise属于微任务,所以放到微队列中 console.log(3); }); 复制代码
执行栈: [ Promise ]
宏任务: [ callback3 ]
微任务: [ callback4 ]打印结果:
1
4
7
5
2
- 取出一个宏任务macrotask执行完毕,然后再去微任务队列microtask queue中依次取出执行
-
step9
console.log(3) 复制代码
执行栈: [ callback4 ]
宏任务: [ callback3 ]
微任务: []打印结果:
1
4
7
5
2
3
微队列
全部执行完,再去宏队列
中取第一个任务执行
-
step10
console.log(3) 复制代码
执行栈: [ callback3 ]
宏任务: []
微任务: []打印结果:
1
4
7
5
2
3
6
-
以上全部执行完毕,
执行栈
,宏队列
,微队列
均为空执行栈: []
宏任务: []
微任务: []打印结果:
1
4
7
5
2
3
6
复杂一点的练习题
此题依旧没有问题,说明此篇知识点你已经掌握啦
function fn(){
console.log(1);
setTimeout(() => {
console.log(2);
Promise.resolve().then(() => {
console.log(3)
});
});
new Promise((resolve, reject) => {
console.log(4)
resolve(5)
}).then((data) => {
console.log(data);
Promise.resolve().then(() => {
console.log(6)
}).then(() => {
console.log(7)
setTimeout(() => {
console.log(8)
}, 0);
});
})
setTimeout(() => {
console.log(9);
})
console.log(10);
}
fn();
答案
1
4
10
5
6
7
2
3
9
8
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