嘘!不同环境下宏、微任务的秘密~

嘘!不同环境下宏、微任务的秘密~

技术杂谈小彩虹2021-08-20 8:17:25150A+A-

之前讲了个手写Promise,有人提出手写Promise很遗憾不能将promise.then写成microtask,只能用setTimeout来模拟异步,所以这次来讲一下microtask和macrotask

一、task 和 microtask

先理解一下task(宏任务又称macrotask)microtask(微任务)

  • task有setTimeout、setInterval、setImmediate(node,IE10+)、I/O(node)、UI rendering(网页UI View渲染)等
  • microtask有process.nextTick(node)、Promises.then(es6)、 Object.observe(废弃)、 MutationObserver(HTML5监听DOM变化)
  • task 被放置于task queue(宏任务队列);microtask被放置于microtask queue(微任务队列)
  • 在浏览器中,通俗来讲microtask queue 独立于task queue,有microtask就先执行microtask,没有就执行task,详细可阅读这篇文章

二、queue(队列)和stack(栈)

然后了解一下queue和stack

  • queue(队列) 先进先出
  • stack(栈) 函数执行 先进后出 1->2->3依次执行后,从3->2->1释放(销毁)
function one(){
  console.log(1);
  function two(){
    console.log(2);
    function three(){
      console.log(3);
    }
    three();
  } 
  two();
}
one();

三、浏览器的事件环

1、所有的同步任务全在主线程上执行,形成一个执行栈

2、主线程之外存在一个执行队列

  • 主线程上的所有异步方法(ajax、setTimeout、setImmedaite、MessageChannel),都会在有结果后(回调),放置(回调函数)在任务队列上

3、主线程(执行栈)任务全部完成后,系统读取任务队列放入执行栈上依次执行

4、主线程从任务队列中读取事件,这个过程是循环的

四、node事件环

如图(画了好久。。)

每一个框 都是一个队列

  • 第一个是定时器(timers)队列(执行完毕或最大数量时【队列清空后】,到下一个阶段)
  • 第二个i/o tcp 流 错误处理(错误回调放入,忽略)
  • 第三个内部队列(忽略忽略)
  • 第四个poll轮询队列(文件操作),一直在这个阶段等待,等定时器到达时间,执行对应的回调
  • 第五个check队列,执行node的task,检查setImmediate
  • 第六个关闭例如tcp的队列(继续忽略)
  • promise.then、process.nectTick之类的microtask,会在当每一个阶段切换时,执行
  • 第一次执行,微任务会先执行一次,典型如proxess.nextTick()

1、

setTimeout(()=>{
  console.log('timeout');
},0);
Promise.resolve().then(data=>{
  console.log('promise1');
});
setImmediate(()=>{
  console.log('immediate')
});
Promise.resolve().then(data=>{
  console.log('promise2');
});
process.nextTick((()=>{
  console.log('nectTick');
}));

nectTick -> promise1 -> promise2 -> timeout -> immediate

  • microtask先执行一次,nextTick最先执行,输出nextTick
  • 再执行promise,输出promise1、promise2
  • 执行timers队列,输出timeout
  • 执行check队列,输出immediate

2、

setTimeout(()=>{
  console.log('timeout1');
},0);
setTimeout(()=>{
  Promise.resolve().then(data=>{
    console.log('promise');
  });
  console.log('timeout2');
},0);
process.nextTick((()=>{
  console.log('nectTick');
}));

nectTick -> timeout1 -> timeout2 -> promise

因为在setTimeout执行完后到下一个阶段时,执行微任务

五、浏览器事件环和node事件环的区别

console.log('script start');
Promise.resolve().then(data=>{
  console.log('promise1');
  setTimeout(()=>{
    console.log('timeout1');
  },0);
});
setTimeout(()=>{
  console.log('timeout2');
  Promise.resolve().then(data=>{
    console.log('promise2');
  });
},0);
console.log('script end');

在浏览器中

  • 先执行log,打印出script start
  • 然后将promise1的then里面的回调函数存放于microtask queue中
  • 再把timeout2的回调函数存放在task queue中
  • 执行log,打印出script end

在队列执行完毕后

  • 我们先执行microtask queue内的函数log,打印出promise1
  • 然后将setTimeout2放入task queue
  • microtask queue还有内容吗?没有了,我们就执行task queue
  • 执行task queue的setTimeout2的回调,打印出timeout2
  • setTimeout2的回调又声明了promise2,我们就把promise2的then存放于microtask queue中

有microtask就执行microtask

  • 所以先执行microtask queue中的回调log,打印出promise2
  • 最后的最后,执行task queue中的回调log,打印出tiemout1

在node中

  • 先打印出script start,promise1回调放入microtask queue,timeout2回调放入task queue,打印出script end
  • 然后和浏览器一样执行microtask queue内的函数log,打印出promise1
  • 将setTimeout2放入task queue
  • 执行task queue的setTimeout2的回调,打印出timeout2
  • 将promise2的then存放于microtask queue中

在node中,此时timers执行完了吗?并没有

  • 所以执行task queue的回调log,打印出timeout1
  • 最后在队列切换(timers切换到下一队列)时,执行microtask queue的回调log,打印出promise2

但是多试几次,发现结果可能有两种

这是为什么呢? 我们来调试(by vsCode)一下,在setTimeout和promise上打上共6个断点。 执行后如图所示
很明显代码调试已证明timeout1先于promise2的then的回调函数执行

造成timeout1和promise2的原因是无法比较then的回调和timeout1的执行速度,所以这么写是没有意义的。 如以下代码

Promise.resolve().then(data => {
  console.log('p1');
  setTimeout(() => {
    console.timeEnd('t1');
  },0);
});
setTimeout(() => {
  console.log('t2');
  console.time('t1');
  console.time('p2');
  Promise.resolve().then(data => {
    console.timeEnd('p2');
  });
},0);

结果只和执行速度有关,没有可比性

六、node的其他task

node中的task有setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O等

下面是个经典面试题

const fs = require('fs');
fs.readFile('./1.txt','utf8',(err,data)=>{
    console.log('success');
    setTimeout(()=>{
       console.log('timeout'); 
    },0);
    setImmediate(()=>{
        console.log('immediate');
    });
})

这段代码执行顺序为 success -> immediate -> timeout。

因为在node事件环内在fs所在的poll队列后,只能执行check队列(setImmediate),只有在下一个循环,才走timers队列。

七、总结

1、浏览器中,有microtask,优先执行microtask,没有就执行task。

2、node中,由于node事件环,microtask只在改变队列时执行。task按照node事件环执行

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