JavaScript下的setTimeout(fn,0)意味着什么？
近期在研究异步编程的我对于setTimeout之类的东西异常敏感。在SegmentFault上看到了一个问题《关于SetTimeout时间设为0时》：提问者读了一篇文章，原文解释setTimeout延迟时间为0时会发生的事情，提问者提出了几个文章中的几个疑点。读了那篇文章之后发现原文的作者对于setTimeout的理解和自己的认知有点出入，于是编写了相关测试的代码以求答案。最终编写了这篇文章。
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起因
上午在SegmentFault上看到了这个问题《关于SetTimeout 时间设为0时》（注：SegmentFault正在调整备案，如不能访问，请点击这里），原提问者注明了问题来源：《JS setTimeout延迟时间为0的详解》。这个问题来源也是转载的，我后来找到了出处。
在问题来源的那篇的文章中（后者），讲述了JS是单线程引擎：它把任务放到队列中，不会同步去执行，必须在完成一个任务后才开始另外一个任务。
而后，转载的那篇文章列出并补充了原文的栗子：
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<title>setTimeout</title>
<script type="text/javascript">
function get(id) {
return document.getElementById(id);
}
window.onload = function () {
//第一个例子：未使用setTimeout
get('makeinput').onmousedown = function () {
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper').appendChild(input);
input.focus();
input.select();
}
//第二个例子：使用setTimeout
get('makeinput2').onmousedown = function () {
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper2').appendChild(input);
//setTimeout
setTimeout(function () {
input.focus();
input.select();
}, 0);
}
//第三个例子，onkeypress输入的时候少了一个值
get('input').onkeypress = function () {
get('preview').innerHTML = this.value;
}
}
</script>
</head>
<body>
<h1><code>setTimeout</code></h1>
<h2>1、未使用 <code>setTimeout</code></h2>
<button id="makeinput">生成 input</button>
<p id="inpwrapper"></p>
<h2>2、使用 <code>setTimeout</code></h2>
<button id="makeinput2">生成 input</button>
<p id="inpwrapper2"></p>
<h2>3、另一个例子</h2>
<p>
<input type="text" id="input" value="" /><span id="preview"></span>
</p>
</body>
</html>
代码运行实例请戳这里。
原文中有这么一段话，描述的有点抽象：
JavaScript引擎在执行onmousedown时，由于没有多线程的同步执行，不可能同时去处理刚创建元素的focus 和select方法，由于这两个方法都不在队列中，在完成onmousedown后，JavaScript 引擎已经丢弃了这两个任务，正如第一种情况。而在第二种情况中，由于setTimeout可以把任务从某个队列中跳脱成为新队列，因而能够得到期望的结果。
我看到这里就觉得非常不对劲了。因为按照这种任务会被丢弃的说法，那么只要在事件触发的函数中再触发其他的事件都会被丢弃，浏览器是绝对不会这么做的，于是我编写了测试代码：
window.onload = function () {
//第一个例子：未使用setTimeout
get('makeinput').onmousedown = function () {
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper').appendChild(input);
//按照文中的理论，这里的click不会被触发，但它却成功触发了
get('inpwrapper').click();//触发了inpwrapper的onclick事件
}
get('inpwrapper').onclick = function () {
alert('linkFly');
};
}
下面的onclick()最终是执行了：弹出了"linkFly"。
而在转载的文中为了引人深思，又提出了第三个例子：
在此，你可以看看例子 3，它的任务是实时更新输入的文本，现在请试试，你会发现预览区域总是落后一拍，比如你输 a, 预览区并没有出现 a, 在紧接输入b时，a才不慌不忙地出现。
而文中最后留给大家的思考的问题，解决方案就是使用setTimeout再次调整浏览器的代码任务运行队列。
var domInput = get('input');
domInput.onkeypress = function () {
setTimeout(function () {
//第三个例子的问题就这样就会被解决
get('preview').innerHTML = domInput.value;
})
}
原文和转载的文章中都对setTimeout(fn,0)进行了思考，但原文指出的问题本质漏洞百出，所以才出了这篇文章，我们的正文，现在开始。
单线程的JavaScript
首先我们来看浏览器下的JavaScript：
浏览器的内核是多线程的，它们在内核制控下相互配合以保持同步，一个浏览器至少实现三个常驻线程：javascript引擎线程，GUI渲染线程，浏览器事件触发线程。
- javascript引擎是基于事件驱动单线程执行的，JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，浏览器无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序。
- GUI渲染线程负责渲染浏览器界面，当界面需要重绘（Repaint）或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行。但需要注意 GUI渲染线程与JS引擎是互斥的，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起，GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。
- 事件触发线程，当一个事件被触发时该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理。这些事件可来自JavaScript引擎当前执行的代码块如setTimeOut、也可来自浏览器内核的其他线程如鼠标点击、AJAX异步请求等，但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待JS引擎处理。（当线程中没有执行任何同步代码的前提下才会执行异步代码）
js的单线程在这一段面试代码中尤为明显（理解即可，请不要尝试...浏览器会假死的）：
var isEnd = true;
window.setTimeout(function () {
isEnd = false;//1s后，改变isEnd的值
}, 1000);
//这个while永远的占用了js线程，所以setTimeout里面的函数永远不会执行
while (isEnd);
//alert也永远不会弹出
alert('end');
在我工作中对js的认识，个人认为js的任务单位是函数。即，一个函数表示着一个任务，这个函数没有执行结束，则在浏览器中当前的任务即没有结束。
上面的代码中，当前任务因为while的执行而造成永远无法执行，所以后面的setTimeout也永远不会被执行。它在浏览器的任务队列中如图所示：
setTimeout背后意味着什么
这篇文章一直在使用setTimeout为我们展现和理解js单线程的设计，只是它错误的使用了Event来进行演示，并过度解读了Event。
这里原文和转载的文章忽略了这些基础的事件触发，而且也偏偏挑了两套本身设计就比较复杂的API：onmouseXXX系和onkeyXXX系。
onKeyXXX系的API触发顺序如图：
而我个人所理解它们对应的功能：
- onkeydown - 主要获取和处理当前按下按键，例如按下Enter后进行提交。在这一层，并没有更新相关DOM元素的值。
- onkeypress - 主要获取和处理长按键，因为onkeypress在长按键盘的情况下会反复触发直到释放，这里并没有更新相关DOM元素的值，值得注意的是：keypress之后才会更新值，所以在长按键盘反复触发onkeypress事件的时候，后一个触发的onkeypress能得到上一个onkeypress的值。所以出现了onkeypress每次取值都会是上一次的值而不是最新值。
- onkeyup - 触发onkeyup的DOM元素的值在这里已经更新，可以拿到最新的值，所以这里主要处理相关DOM元素的值。
流程就是上面的图画的那样：
onkeydown => onkeypress => onkeyup
使用了setTimeout之后，流程应该是下面这样子的：
onkeydown => onkeypress => function => onkeyup
使用setTimeout(fn,0)之后，在onkeypress后面插入了我们的函数function。上面所说，浏览器在onkeypress之后就会更新相关DOM元素的状态（input[type=text]的value），所以我们的function里面可以拿到最新的值。
所以我们在onkeypress里面挂起setTimeout能拿到正确的值，下面的代码可以测试使用setTimeout(fn,0)之后的流程：
window.onload = function () {
var domInput = get('input'), view = get('preview');
//onkeypress兼容性和说明：http://www.w3school.com.cn/jsref/jsref_events.asp
domInput.onkeypress = function () {
setTimeout(function () {
//这个函数在keypress之后，keyup之前执行
console.log('linkFly');
});
};
domInput.onkeyup = function () {
console.log('up');
};
};
然后我们再来谈谈原代码中的示例1和示例2，示例1和示例2的区别在这里：
//示例1
input.focus();
input.select();
//示例2
setTimeout(function () {
input.focus();
input.select();
}, 0);
原文章中说示例1的focus()和select()在onmousedown事件中被丢弃，从而导致了没有选中，但原文的作者忽略了他注册的事件是：onmousedown。
我们暂且不讨论onmouseXXX系的其他API，我们仅关注和点击相关的，它们的执行顺序是：
- mousedown - 鼠标按钮按下
- mouseup - 鼠标按钮释放
- click - 完成单击
我们在onmousedown里面新建了input，并且选中input的值（调用了input.focus(),input.select()）。
那么为什么没有被选中呢？这样，我们来做一次测试，看看我们的onfocus到底是被丢弃了，还是触发了。我们把原文的代码进行改写：
window.onload = function () {
var makeBtn = get('makeinput');
//观察onmouseXXX系完成整个单击的顺序
makeBtn.onmousedown = function (e) {
console.log(e.type);
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper').appendChild(input);
input.onfocus = function () {//观察我们新生成的input什么时候获取焦点的，或者它有没有像原文作者说的那样被丢弃了
console.info('input focus');
};
input.focus();
input.select();
}
makeBtn.onclick = function (e) {
console.log(e.type);
};
makeBtn.onmouseup = function (e) {
console.log(e.type);
};
makeBtn.onfocus = function () {//观察我们生成按钮什么时候获取焦点的
console.log('makeBtn focus');
}
};
代码运行的结果是这样的：
我们的input focus执行了——那么它为什么没有获取到焦点呢？我们再看看后面执行的函数：我们点击的按钮，在mousedown之后，才获得焦点，也就是说：我们的input本来已经得到了focus()，但在onmousedown之后，我们点击的按钮才迟迟触发了自己的onfocus()，导致我们的input被覆盖。
我们再加上setTimeout进行测试：
window.onload = function () {
var makeBtn = get('makeinput');
makeBtn.onmousedown = function (e) {
console.log(e.type);
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper').appendChild(input);
input.onfocus = function () {
console.info('input focus');
};
//我们加上setTimeout，看看会发生什么
setTimeout(function () {
input.focus();
input.select();
});
}
makeBtn.onclick = function (e) {
console.log(e.type);
};
makeBtn.onmouseup = function (e) {
console.log(e.type);
};
makeBtn.onfocus = function () {
console.log('makeBtn focus');
}
};
执行结果是这样：
可以看见当我们点击"生成"按钮的时候，按钮的focus正确的执行了，然后才执行了input focus。
在示例1中，我们在onmousedown()中执行了input.focus()导致input得到焦点，而onmousedown之后，我们点击的按钮才迟迟得到了自己的焦点，造成了我们input刚拿到手还没焐热的焦点被转移。
而示例2中的代码，我们延迟了焦点，当按钮获得焦点之后，我们的input再把焦点抢过来，所以，使用setTimeout(fn,0)之后，我们的input可以得到焦点并选中文本。
这里值得思考的focus()的执行时机，根据这次测试观察，发现focus事件好像挂载在mousedown之内的最后面，而不是直接挂在mousedown的后面。它和mousedown仿佛是一体的。
我们使用setTimeout之前的任务流程是这样的（->表示在上一个任务中，=>表示在上一个任务后）：
onmousedown -> onmousedown中执行了input.focus() -> button.onfocus => onmouseup => onclick
而我们使用了setTimeout之后的任务流程是这样的：
onmousedown -> button.onfocus => input.focus => onmouseup => onclick
而从上面的流程上我们得知了另外的消息，我们还可以把input.focus挂在mouseup和click下，因为在这些事件之前，我们的按钮已经得到过焦点了，不会再抢我们的焦点了。
makeBtn.click = function (e) {
console.log(e.type);
var input = document.createElement('input');
input.setAttribute('type', 'text');
input.setAttribute('value', 'test1');
get('inpwrapper').appendChild(input);
input.onfocus = function () {//观察我们新生成的input什么时候获取焦点的
console.info('input focus');
};
input.focus();
input.select();
}
我们应该认识到，利用setTimeout(fn,0)的特性，可以帮助我们在某些极端场景下，修正浏览器的下一个任务。
到了这里，我们已经可以否定原文所说的："JavaScript引擎已经丢弃了这两个任务"。
我仍然相信，浏览器是爱我们的（除了IE6和移动端一些XXOO的浏览器！！！！）浏览器并不会平白无故的丢弃我们辛劳写下的代码，多数时候，只是因为我们没有看见背后的真相而已。
当我们踏进计算机的世界写下"hello world"的时候就应该坚信，这个二进制的世界里，永远存在真相。
参考和引用
JavaScript - 前端开发交流群：377786580
