通過一道題進入瀏覽器事件循環原理:
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')
可以先試一下,手寫出執行結果,然後看完這篇文章以後,在運行一下這段代碼,看結果和預期是否一樣
單線程
定義
單線程意味着所有的任務需要排隊,前一個任務結束,才能夠執行後一個任務。如果前一個任務耗時很長,後面一個任務不得不一直等着。
原因
javascript
的單線程,與它的用途有關。作爲瀏覽器腳本語言,javascript
的主要用途是與用戶互動,以及操作DOM
。這決定了它只能是單線程,否則會帶來很複雜的同步問題。比如,假定javascript
同時有兩個線程,一個在添加DOM
節點,另外一個是刪除DOM
節點,那瀏覽器應該應該以哪個爲準,如果在增加一個線程進行管理多個線程,雖然解決了問題,但是增加了複雜度,爲什麼不使用單線程呢,執行有個先後順序,某個時間只執行單個事件。
爲了利用多核CPU
的計算能力,HTML5
提出Web Worker
標準,運行javascript
創建多個線程,但是子線程完全受主線程控制,且不得操作DOM
。所以,這個標準並沒有改變javascript
單線程的本質
瀏覽器中的Event Loop
js
的執行環境是一個單線程,會按照順序執行代碼,但是javaScript
又可以是異步,這兩者感覺有衝突。如果理解瀏覽器的事件循環機制,就會覺得不衝突。
macroTask
和microTask
宏隊列,macroTask
也叫tasks
。包含同步任務,和一些異步任務的回調會依次進入macro task queue
中,macroTask
包含:
- script代碼塊
- setTimeout
- requestAnimationFrame
- I/O
- UI rendering
微隊列, microtask
,也叫jobs
。另外一些異步任務的回調會依次進入micro task queue
,等待後續被調用,這些異步任務包含:
- Promise.then
- MutationObserver
下面是Event Loop
的示意圖
一段javascript
執行的具體流程就是如下:
- 首先執行宏隊列中取出第一個,一段
script
就是相當於一個macrotask
,所以他先會執行同步代碼,當遇到例如setTimeout
的時候,就會把這個異步任務推送到宏隊列隊尾中。 - 當前
macrotask
執行完成以後,就會從微隊列中取出位於頭部的異步任務進行執行,然後微隊列中任務的長度減一。 - 然後繼續從微隊列中取出任務,直到整個隊列中沒有任務。如果在執行微隊列任務的過程中,又產生了
microtask
,那麼會加入整個隊列的隊尾,也會在當前的週期中執行 - 當微隊列的任務爲空了,那麼就需要執行下一個
macrotask
,執行完成以後再執行微隊列,以此反覆。
從1
到3
的過程就是一個循環,也就是咱們下面講到的tick
,所謂的事件循環就是重複一個一個的tick
。
示例分析
在前面給出了一道題,現在來對這道題進行分析。下面是這段代碼的流程分析圖:
首先整個代碼塊是一個task
所以,先運行同步代碼,當執行到setTimeout
的時候,會向宏隊列隊尾中推入整個異步任務,這時候宏隊列就有兩個任務,當同步任務執行完成以後,也就是第一個task
執行完成以後,會執行微隊列中的任務。Promise
是屬於microtask
,所以會推入微隊列中。所以輸出結果如下:
script start
script end
promise1
promise2
setTimeout
Vue nextTick
原理
Vue
內部實現了nextTick
函數,傳入一個cb
函數,這個cb
會存儲到一個隊列中,在下一個tick
中觸發隊列中所有的cb
事件。
首先定義一個數組callbacks
來存儲下一個tick
需要執行的任務,pending
是一個標誌位,保證在下一個tick
之前只執行一次。timeFunc
是一個函數指針,針對瀏覽器支持情況,使用不同的方法
function nextTick() {
const callbacks = [];
let pending = false;
let timeFunc
}
function nextTickHandler() {
pending = false;
const copies = callbacks.slice(0)
callbacks.length = 0
for (let i = 0; i < copies.length; i++) {
copies[i]()
}
}
nextTickHandler
的作用就是將callbacks
存儲的函數都調用一遍。下面再來看timeFunc
的實現:
if (typeof Promise !== 'undefined') {
timeFunc = () => {
Promise.resolve()
.then(nextTickHandler)
}
} else if (typeof MutationObserver !== 'undefined') {
// ...
} else {
timeFunc = () => {
setTimeout(nextTickHandler, 0)
}
}
優先使用Promise
、MutationObserver
因爲這兩個方法的回調函數都會在microtask
中執行,他們會比setTimeout
更早執行,所以優先使用。下面是MutationObserver
的實現:
const counter = 1;
const observer = new MutationObserver(nextTickHandler)
const textNode = document.createTextNode(counter)
observer.observe(textNode, {
characterData: true,
})
timeFunc = () => {
couter = (counter + 1) % 2;
textNode.data = String(counter)
}
每次調用timeFunc
,都會更改counter
的值,改變DOM
的值後,觸發observer
從而實現回調。
如果上述兩種方法都不支持的環境則會使用setTimeout
。setTimeout
會在下一個tick
中執行。爲什麼使用這種方式,根據HTML Standard
,每個task
運行完以後,UI
都會重新渲染,那麼在microtask
中完成數據更新,當前task
結束後就可以得到最新的UI
了,否則就需要等到下一個tick
進行數據更新,但是此時已經渲染了兩次
Vue的批量異步更新策略
注意:這個部分需要對Vue
源碼有一定的瞭解
下面有一個示例,點擊按鈕,會讓count
從0
增加到1000
。如果每次count
的修改都會觸發DOM
的更新,那麼DOM
都會更新1000
次,那手機就卡死了。
<div>{{count}}</div>
<button @click="addCount">click</button>
data () {
return {
count: 0,
}
},
methods: {
addCount() {
for (let i = 0; i < 1000; i++ ){
this.count += 1;
}
}
}
那麼Vue
是如何避免這種事情的,每次觸發某個數據的setter
方法後,對應的Watcher
對象就會被push
進一個隊列queue
中,Watcher
對象用來觸發真實DOM
的更新。
let id = 0;
class Watcher {
constructor() {
this.id = id++;
}
update() {
console.log('update:' + id);
queueWatcher(this);
}
run() {
console.log('run:' + id);
}
}
當觸發setter
會觸發Watcher
對象的update
,run
方法用來更新頁面。
當某個數據發生改變時,就會往queue
中加入屬於這個數據的watcher
,每個watcher
都有專屬的id
,這樣就避免重複添加同一個watcher
。waiting
是一個標誌位,在下一個tick
的時候執行flushSchedulerQueue
來執行隊列queue
中所有的watcher
對象的run
方法
const has = {};
const queue = [];
let waiting = false;
function queueWatcher(watcher) {
const id = watcher.id;
if (has[id] == null) {
queue.push(watcher)
has[id] = true;
}
if (!waiting) {
waiting = true;
nextTick(flushScheulerQueue)
}
}
function flushScheulerQueue() {
for (index = 0; index < queue.length; index++) {
watcher = queue[index]
id = watcher.id;
has[id] = null;
watcher.run();
}
wating = false;
}
這樣當一個值多次發生改變時,實際上只會往這個queue
隊列中加入一個,然後在nextTick
中進行回調,遍歷queue
對頁面進行更新,這樣也就實現了多次更改data
的時候只會更新一次DOM
,但是在項目中也需要儘量避免這種多次更改的情況。
例如以下代碼:
const watcher1 = new Watcher();
const wather2 = new Watcher();
watcher1.update();
watcher2.update();
watcher2.update();
一個watcher
觸發了兩次update
,但是輸出結果如下:
update: 1
update: 2
update: 2
run: 1
run: 2
雖然watcher2
觸發了兩次update
,但是因爲Vue
對相同的Watcher
進行了過濾,所以在queue
中只會存在一個watcher
。run
方法的調用會在nextTick
中調用,也就是先前提到的microtask
中進行調用。從而輸出了上面的結果
本文講了js
的事件輪詢機制,是不是對同步異步瞭解的更加清晰。並且在尤大也是巧妙的運行了這種思路,對這個知識點進行了落地。學一個知識點最重要的對其進行落地,可以自己多嘗試一下,更加深入瞭解事件輪詢機制。github
求關注,感謝。