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JS的Event Loop

异步编程

看了这篇博客，对异步编程有了一些了解。

大部分人编程都是从 c、python、scheme 这类典型的“同步”型语言开始的。对于同步型语言来说，他们要如何实现多任务呢？最简单的方式当然是顺序式逐个执行，这种叫“单线程同步模型”。但是这种模型在强调“响应速度”的场景下，如：用户交互式程序，就很难让人接受。另一个选择就是使用多进程或线程的方式来处理多任务，这种叫“多线程模型”或“多进程模型”。但是这种方式涉及到进程、线程间通信的问题，比较复杂，另外当进程或线程数多到一定程度的时候，CPU的资源很大一部分会被耗在切换进程或线程上。

另一种方案就是“异步模型”，就是程序员自己将多个任务切分成小片，交替进行，只要交替的速度够快，那么每个任务都能得到及时的得到响应了，用户会感觉各个任务是“同时”进行的。有没有觉得这句话很熟悉？是不是感觉有点像CPU在多进程间切换模拟多任务一样？区别在于，一个是由程序员控制，而一个是由操作系统控制。

JavaScript的异步编程

JS 实现“异步模式”的方式就是这样将一个任务拆分成多个小分片。举个简单的例子，一个页面加载的时候需要发送两个请求去请求一些数据，假设这两个任务没有相互依赖，那么用 JS 的编程模式，是如何将它们分成小分片的呢？

我们先来描述一下这两个任务要做的事情:

  1. 做一些准备事项
  2. 发送ajax请求
  3. 获取数据，在做一些事情

我们可以更简单的描述为：

  1. before ajax
  2. send ajax
  3. after response

两个任务都可以简单的描述成上方三个阶段，设任务分别为 A、B，那么典型的 JS 执行顺序可以是：

  1. A :: before ajax
  2. A :: send ajax (i/o操作)
  3. B :: before ajax
  4. B :: send ajax (i/o操作)
  5. B :: after response
  6. A :: after response

这两个任务就这样被分成6个小分片。然而，实际是并不是6个小分片，而是4个。因为2跟4都是 i/o 操作，相对其它四个而言它们其实是非常非常耗时的。然而，JS并不关心，因为 i/o 操作 JS 都转嫁给其它线程（也许是进程）来帮忙完成了。

为什么说1、3、5、6是“小分片”？因为它们被执行完毕所需要的时间其实是非常短的，只要你不作死把它们给阻塞住（死循环、调用一些阻塞 api），对我们而言，这两个任务好像真的是并行的进行。

JavaScript的Event Loop

JS 的 Event Loop 机制主要是有一个类似消息队列的队列在辅助完成的。每当遇到“异步任务”时，如：ajax 请求、定时任务，JS 将这些任务交给负责的线程去执行这些耗时的操作，自己则继续往下执行，直到当前执行栈空了，也就是当前这个小分片执行完毕了。然后，从队列中取出一个“任务的回调函数”，也就是另一个小分片压入栈中继续执行。那么队列中的“任务回调函数”怎么来的呢？程序员在定义“异步任务”的时候注册好的，当其它线程把相对应的任务执行完毕之后，就会把对应的回调函数推入队列当中。 JS 的 Event Loop 就是这么一回事了！

刚入门的人经常会问：为什么 setTimeout 时间为 0 的时候它的回调函数不是立即执行？因为定时结束后（虽然几乎是立即结束的）这个回调会先被推入队列中。如果当前调用栈被阻塞了，比如调用了 window.alert，用户又迟迟没点掉 alert 窗口，那么这个"立即"就会被拖得很久很久。

Micro Task与Macro Task

有些时候，我们需要让一段代码在下一个 Event Loop 任务来临之前“立即执行”~

于是浏览器（不同平台实现方式不一定相同）提供了一个新的任务队列叫 “Mirco Task Queue”（微任务队列），之前的任务队列就叫做 “Macro Task Queue（宏任务队列）”。

当执行栈空的时候——也就是下一个 Event Loop 任务来临之前，JS 引擎会去检查微任务队列是不是为空，如果不为空，则把里面的任务都执行了。直到它空了之后，才会去宏任务队列取下一个任务压入栈中执行。

目前，nodejs 的 process.nextTick、promise 里的 onResolve 与 onReject 回调都是放在微任务队列的。process.nextTick 我能理解它为什么存在，我不能理解的是为什么 promise 的 onResolve 与 onReject 也要这样设计？

最后

我觉得 Mozilla 的文章质量变得很高的感觉，一篇下来简明扼要，Concurrency model and Event Loop。

异步编程、Event Loop 都不是 JS 专属，所以我学习 JS 的 Event Loop 的时候，很想知道异步编程的本质是什么？除了异步编程还有哪些编程模式？翻来翻去，我找到了这篇博客，Introduction to Asynchronous Programming，但感觉还需要进一步的了解，比如可以去体验一下多线程编程，去更深入的了解“异步模型”底层的实现（文中说到的 libevent 库）。