深入浅出事件循环

事件循环（Event Loop）：让JavaScript的异步世界运转起来

嘿，朋友们！今天我们要聊一个让JavaScript如此强大的核心机制——事件循环（Event Loop）。如果你曾经好奇过为什么JavaScript能在单线程中处理那么多异步任务，或者为什么setTimeout有时候表现得有点“不靠谱”，那么这篇文章就是为你准备的！

我们将从基础概念开始，逐步深入，揭开事件循环的神秘面纱。准备好了吗？让我们开始吧！

1. 什么是事件循环？

1.1 JavaScript的单线程模型

JavaScript是一门单线程语言，这意味着它一次只能执行一个任务。那么问题来了：为什么我们能在浏览器中同时处理点击事件、网络请求、定时器等等呢？答案就是——事件循环。

事件循环是JavaScript处理异步任务的核心机制。它允许JavaScript在执行同步代码的同时，处理异步任务（如setTimeout、Promise、fetch等），而不会阻塞主线程。

1.2 事件循环的核心思想

事件循环的核心思想可以用一句话概括：“一直检查任务队列，如果有任务就执行，没有就等待。”

听起来很简单，对吧？但它的实现细节却非常精妙。接下来，我们将深入探讨事件循环的工作原理。

2. 事件循环的工作原理

2.1 调用栈（Call Stack）

调用栈是JavaScript执行同步代码的地方。每当一个函数被调用时，它会被压入调用栈；当函数执行完毕后，它会从调用栈中弹出。

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function foo() {
  console.log('foo');
}

function bar() {
  foo();
  console.log('bar');
}

bar();

在上面的代码中，调用栈的执行顺序如下：

  1. bar被压入调用栈。
  2. foo被压入调用栈。
  3. foo执行完毕，弹出调用栈。
  4. bar执行完毕，弹出调用栈。

2.2 任务队列（Task Queue）

任务队列是存放异步任务的地方。当异步任务完成后，它的回调函数会被放入任务队列中，等待事件循环将其推入调用栈执行。

常见的异步任务包括：

  • setTimeout、setInterval
  • Promise的then回调
  • fetch、XMLHttpRequest的回调

2.3 事件循环的工作流程

事件循环的工作流程可以简化为以下几个步骤：

  1. 执行同步代码：从调用栈中执行所有同步任务。
  2. 检查微任务队列：如果调用栈为空，事件循环会检查微任务队列（如Promise回调），并依次执行所有微任务。
  3. 检查宏任务队列：如果微任务队列为空，事件循环会检查宏任务队列（如setTimeout回调），并执行一个宏任务。
  4. 重复上述步骤：事件循环会不断重复上述步骤，直到所有任务都执行完毕。

3. 微任务 vs 宏任务

3.1 微任务（Microtasks）

微任务是指那些需要尽快执行的任务，通常包括：

  • Promise的then回调
  • MutationObserver回调

微任务的特点是：在当前事件循环的末尾执行，且优先级高于宏任务。

3.2 宏任务（Macrotasks）

宏任务是指那些可以稍后执行的任务，通常包括：

  • setTimeout、setInterval
  • I/O操作（如文件读写）
  • UI渲染

宏任务的特点是：在下一个事件循环中执行，且优先级低于微任务。

3.3 执行顺序示例

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console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout');
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Promise');
});

console.log('End');

输出结果：

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Start
End
Promise
setTimeout

解释：

  1. 同步代码console.log('Start')和console.log('End')首先执行。
  2. 微任务Promise回调优先于宏任务setTimeout执行。

4. 事件循环的实际应用

4.1 异步编程

事件循环使得JavaScript能够高效地处理异步任务。例如，在浏览器中，我们可以通过fetch发起网络请求，而不会阻塞页面的渲染。

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fetch('https://api.wyxup.top/data')
  .then(response => response.json())
  .then(data => console.log(data))
  .catch(error => console.error(error));

4.2 定时器

setTimeout和setInterval是事件循环的典型应用。需要注意的是，setTimeout的延迟时间并不是精确的，它只是表示“至少等待这么多时间”。

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setTimeout(() => {
  console.log('This will run after at least 1000ms');
}, 1000);

4.3 Promise与async/await

Promise和async/await是基于事件循环的异步编程方式。它们使得异步代码更加简洁和易读。

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async function fetchData() {
  try {
    const response = await fetch('https://api.wyxup.top/data');
    const data = await response.json();
    console.log(data);
  } catch (error) {
    console.error(error);
  }
}

fetchData();

5. 事件循环的常见误区

5.1 setTimeout(0)并不总是立即执行

很多人认为setTimeout(0)会立即执行回调，但实际上，它只是将回调放入宏任务队列，等待当前事件循环结束后执行。

5.2 微任务的优先级高于宏任务

微任务（如Promise回调）会在当前事件循环的末尾执行，而宏任务（如setTimeout回调）会在下一个事件循环中执行。

6. 总结

事件循环是JavaScript异步编程的核心机制。通过理解调用栈、任务队列、微任务和宏任务，我们可以更好地掌握JavaScript的执行顺序，编写出高效、可靠的代码。

概念 描述
调用栈 执行同步代码的地方，遵循“后进先出”原则。
任务队列 存放异步任务回调的地方，分为微任务队列和宏任务队列。
微任务 优先级高，在当前事件循环末尾执行，如Promise回调。
宏任务 优先级低，在下一个事件循环中执行，如setTimeout回调。
事件循环流程 执行同步代码 → 检查微任务队列 → 检查宏任务队列 → 重复。