搞懂Event Loop

本文关键:

  1. V8是单线程的
  2. 任务队列排队执行
  3. 抽出io命令抽出到evenloop线程,消息线程,区别与主线程。(同步和异步)
  4. 微任务和宏任务执行顺序
  5. 重绘和回流
  6. 以上流程无限循环

 

可以这样理解,一个人每天都要做同样的工作,天天如此,这就是循环。他每天的工作就是先收集事件,然后处理事件(或者先处理后收集,谁知道)然后每天都是这样,像极了人生。

用代码可以这样表示:
while (eventLoop.waitForTask()) {
  eventLoop.processNextTask()
}

 

js基于Event Loop

Event Loop 是一个很重要的概念,指的是计算机系统的一种运行机制。

JavaScript语言就采用这种机制,来解决单线程运行带来的一些问题。

 

浏览器 js 以及 Nodejs 都是基于事件循环,就是有一个无限循环机制:JavaScript 引擎等待任务,执行任务,然后休眠,等待更多任务。 

想要理解Event Loop,就要从程序的运行模式讲起。运行以后的程序叫做“进程”(process,cpu执行),一般情况下,一个进程一次只能执行一个任务。

如果有很多任务需要执行,不外乎三种解决方法。

(1)排队。因为一个进程一次只能执行一个任务,只好等前面的任务执行完了,再执行后面的任务。

(2)新建进程。使用fork命令,为每个任务新建一个进程。

(3)新建线程。因为进程太耗费资源,所以如今的程序往往允许一个进程包含多个线程,由线程去完成任务。(进程和线程的详细解释,请看阮一峰解释《进程和线程》。)

JavaScript语言,它是一种单线程语言,所有任务都在一个线程上完成,即采用上面的第一种方法。一旦遇到大量任务或者遇到一个耗时的任务,网页就会出现"假死",因为JavaScript停不下来,也就无法响应用户的行为。

JavaScript 引擎大部分时间不执行任何操作,仅在脚本/处理程序/事件激活时运行。

任务示例

  • <script src="...">加载外部脚本时,任务是执行它
  • 用户移动鼠标时,任务是调度 mousemove 事件并执行处理程序
  • 当计划好的时间到了 setTimeout,任务是运行其回调。
  • ... 等等

设置任务-引擎处理它们-然后等待更多任务(在睡眠时消耗接近零的CPU)。引擎繁忙时可能会发生任务,然后将其排入队列。

这里涉及到几个概念,执行顺序上的宏任务和微任务,渲染上的重绘和回流。

另外两个细节:

引擎执行任务时永远不会进行渲染。任务是否花费很长时间都没关系。仅在任务完成后才绘制对 DOM 的更改
如果一项任务花费的时间太长,浏览器将无法执行其他任务,例如处理用户事件。因此,过了一会儿,它会发出“页面无响应”之类的警报,建议终止整个页面的任务。当存在大量复杂的计算或导致无限循环的编程错误时,就会发生这种情况。

宏任务和微任务:

setTimeout(() => alert("timeout"));

Promise.resolve()
  .then(() => alert("promise"));

alert("code");

这将是什么顺序?

  • code 首先显示,因为它是常规的同步调用
  • promise显示第二个,因为它.then通过微任务队列,并在当前代码之后运行。
  • timeout 最后显示,因为它是一个宏任务

 

 

为什么js是单线程?

你也许会问,JavaScript为什么是单线程,难道不能实现为多线程吗?

这跟历史有关系。JavaScript从诞生起就是单线程。原因大概是不想让浏览器变得太复杂,因为多线程需要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果,对于一种网页脚本语言来说,这就太复杂了。后来就约定俗成,JavaScript为一种单线程语言。(Worker API可以实现多线程,但是JavaScript本身始终是单线程的。)

如果某个任务很耗时,比如涉及很多I/O(输入/输出)操作,那么线程的运行大概是下面的样子。

synchronous mode

上图的绿色部分是程序的运行时间,红色部分是等待时间。可以看到,由于I/O操作很慢,所以这个线程的大部分运行时间都在空等I/O操作的返回结果。这种运行方式称为"同步模式"(synchronous I/O)或"堵塞模式"(blocking I/O)。

如果采用多线程,同时运行多个任务,那很可能就是下面这样。

synchronous mode

上图表明,多线程不仅占用多倍的系统资源,也闲置多倍的资源,这显然不合理。

Event Loop就是为了解决这个问题而提出的。作者这样定义:

"Event Loop是一个程序结构,用于等待和发送消息和事件。(a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.)"

简单说,就是在程序中设置两个线程:一个负责程序本身的运行,称为"主线程";另一个负责主线程与其他进程(主要是各种I/O操作)的通信,被称为"Event Loop线程"(可以译为"消息线程")。

asynchronous mode

上图主线程的绿色部分,还是表示运行时间,而橙色部分表示空闲时间。每当遇到I/O的时候,主线程就让Event Loop线程去通知相应的I/O程序,然后接着往后运行,所以不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操作,Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就调用事先设定的回调函数,完成整个任务。

可以看到,由于多出了橙色的空闲时间,所以主线程得以运行更多的任务,这就提高了效率。这种运行方式称为"异步模式"(asynchronous I/O)或"非堵塞模式"(non-blocking mode)。

这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模型虽然对JavaScript构成了很大的限制,但也因此使它具备了其他语言不具备的优势。如果部署得好,JavaScript程序是不会出现堵塞的,这就是为什么node.js平台可以用很少的资源,应付大流量访问的原因。

这样看,异步模式,似乎是两个线程,在原来单线程的基础上,衍生出来另一条线,即evenloop线程

 

总结

详细的事件循环算法(尽管与规范相比仍简化了):

1从宏任务队列中出队并运行最早的任务(例如“脚本”)。
2执行所有微任务: - 当微任务队列不为空时: - 出队并运行最旧的微任务。
3渲染更改(如果有)。
4如果宏任务队列为空,请等待直到出现宏任务。
5转到步骤1。

posted @ 2021-04-19 10:42  优前程  阅读(215)  评论(0编辑  收藏  举报