一、引子
本文介紹JavaScript執行機制，這一部分比較抽象，我們先從一道面試題入手：
console.log(1);
setTimeout(function(){
console.log(3);
},0);
console.log(2);
請問數字列印順序是什麼？
複製程式碼這一題看似很簡單，但如果你不瞭解JavaScript執行機制，很容易就答錯了。題目的答案是依次輸出1 2 3，如果你有疑惑，下文有詳細解釋。
二、理解JS的單執行緒的概念
JavaScript語言的一大特點就是單執行緒，也就是說，同一個時間只能做一件事。那麼，為什麼JavaScript不能有多個執行緒呢？這樣能提高效率啊。 JavaScript的單執行緒，與它的用途有關。作為瀏覽器指令碼語言，JavaScript的主要用途是與使用者互動，以及操作DOM。這決定了它只能是單執行緒，否則會帶來很複雜的同步問題。比如，假定JavaScript同時有兩個執行緒，一個執行緒在某個DOM節點上新增內容，另一個執行緒刪除了這個節點，這時瀏覽器應該以哪個執行緒為準？ 所以，為了避免複雜性，從一誕生，JavaScript就是單執行緒，這已經成了這門語言的核心特徵，將來也不會改變。
三、理解任務佇列(訊息佇列)
單執行緒就意味著，所有任務需要排隊，前一個任務結束，才會執行後一個任務。如果前一個任務耗時很長，後一個任務就不得不一直等著。JavaScript語言的設計者意識到這個問題，將所有任務分成兩種，一種是同步任務（synchronous），另一種是非同步任務（asynchronous）。同步任務指的是，在主執行緒上排隊執行的任務，只有前一個任務執行完畢，才能執行後一個任務；非同步任務指的是，不進入主執行緒、而進入"任務佇列"（task queue）的任務，只有"任務佇列"通知主執行緒，某個非同步任務可以執行了，該任務才會進入主執行緒執行。非同步任務包括巨集任務和微任務(後面會重點介紹)，接下來我們通過兩個例子說明同步任務和非同步任務的區別：
console.log("A");
while(true){ }
console.log("B");
請問最後的輸出結果是什麼？
複製程式碼如果你的回答是A,恭喜你答對了，因為這是同步任務，程式由上到下執行，遇到while()死迴圈，下面語句就沒辦法執行。
console.log("A");
setTimeout(function(){
console.log("B");
},0);
while(true){}
請問最後的輸出結果是什麼？
複製程式碼如果你的答案是A，恭喜你現在對js執行機制已經有個粗淺的認識了！題目中的setTimeout()就是個非同步任務。在所有同步任務執行完之前，任何的非同步任務是不會執行的，關於這點下文還會詳細說明。
四、理解Event Loop
非同步執行的執行機制如下：
- 所有同步任務都在主執行緒上執行，形成一個執行棧（execution context stack）。
- 主執行緒之外，還存在一個"任務佇列"（task queue）。只要非同步任務有了執行結果，就在"任務佇列"之中放置一個事件。
- 一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢，系統就會讀取"任務佇列"，看看裡面有哪些事件。那些對應的非同步任務，於是結束等待狀態，進入執行棧，開始執行。
- 主執行緒不斷重複上面的第三步。
主執行緒從"任務佇列"中讀取事件，這個過程是迴圈不斷的，所以整個的這種執行機制又稱為Event Loop（事件迴圈）。只要主執行緒空了，就會去讀取"任務佇列"，這就是JavaScript的執行機制。這個過程會迴圈反覆。以下這張圖可以很好說明這點。
五、哪些語句會放入非同步任務佇列及放入時機
一般來說，有以下四種會放入非同步任務佇列：
- setTimeout和setlnterval
- DOM事件
- ES6中的Promise
- Ajax非同步請求
javascript 程式碼執行分兩個階段：
1、預解析---把所有的函式定義提前，所有的變數宣告提前，變數的賦值不提前
2、執行---從上到下執行（按照js執行機制）
至於放入非同步任務佇列的時機，我們通過 setTimeout的例子和Ajax例子來詳細說明：
例題1
for (var i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}
請問最後的輸出結果是什麼？
複製程式碼for迴圈一次碰到一個 setTimeout()，並不是馬上把setTimeout()拿到非同步佇列中，而要等到一秒後，才將其放到任務佇列裡面，一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢（即for迴圈結束，此時i已經為5），系統就會讀取已經存放"任務佇列"的setTimeout()（有五個），於是答案是輸出5個5。
上面也提到，在到達指定時間時，定時器就會將相應回撥函式插入“任務佇列”尾部。這就是“定時器（timer）”功能。
關於定時器的重要補充：
定時器包括setTimeout與 setInterval 兩個方法。它們的第二個引數是指定其回撥函式推遲/每隔多少毫秒數後執行。
對於第二個引數有以下需要注意的地方：
當第二個引數預設時，預設為 0；
當指定的值小於 4 毫秒，則增加到 4ms(4ms 是 HTML5 標準指定的，對於 2010 年及之前的瀏覽器則是 10ms);也就是說至少需要4毫秒，該setTimeout()拿到任務佇列中。
例題2
$.ajax({
url：“xxxxx",
success:function (result){
console.log("a")
}
})
setTimeout(function (){
console.log("b")
},100)
setTimeout(function (){
console.log("c")
})
console.log("d");
複製程式碼
ajax載入完成時才會放入非同步佇列，至於這段時間不確定，所有有兩種情況：①大於100ms,最後的結果是 d c b a ;②小於100ms,最後的結果便是d c a b。
六、微任務(Microtask)與巨集任務(Macrotask)
我們上面提到非同步任務分為巨集任務和微任務，巨集任務佇列可以有多個，微任務佇列只有一個。
-
巨集任務包括：script(全域性任務), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。
-
微任務包括: new Promise().then(回撥), process.nextTick, Object.observe(已廢棄), MutationObserver(html5新特性)
當執行棧中的所有同步任務執行完畢時，是先執行巨集任務還是微任務呢？
-
由於執行程式碼入口都是全域性任務 script，而全域性任務屬於巨集任務，所以當棧為空，同步任務任務執行完畢時，會先執行微任務佇列裡的任務。
-
微任務佇列裡的任務全部執行完畢後，會讀取巨集任務佇列中拍最前的任務。
-
執行巨集任務的過程中，遇到微任務，依次加入微任務佇列。
-
棧空後，再次讀取微任務佇列裡的任務，依次類推。
一句話概括上面的流程圖：當某個巨集任務佇列的中的任務全部執行完以後,會檢視是否有微任務佇列。如果有，先執行微任務佇列中的所有任務，如果沒有，就檢視是否有其他巨集任務佇列。
接下來我們看兩道例子來介紹上面流程：
Promise.resolve().then(()=>{
console.log('Promise1')
setTimeout(()=>{
console.log('setTimeout2')
},0)
})
setTimeout(()=>{
console.log('setTimeout1')
Promise.resolve().then(()=>{
console.log('Promise2')
})
},0)
複製程式碼最後輸出結果是Promise1，setTimeout1，Promise2，setTimeout2
- 一開始執行棧的同步任務執行完畢，會去檢視是否有微任務佇列，上題中存在(有且只有一個)，然後執行微任務佇列中的所有任務輸出Promise1，同時會生成一個巨集任務 setTimeout2
- 然後去檢視巨集任務佇列，巨集任務 setTimeout1 在 setTimeout2 之前，先執行巨集任務 setTimeout1，輸出 setTimeout1
- 在執行巨集任務setTimeout1時會生成微任務Promise2 ，放入微任務佇列中，接著先去清空微任務佇列中的所有任務，輸出 Promise2
- 清空完微任務佇列中的所有任務後，就又會去巨集任務佇列取一個，這回執行的是 setTimeout2
console.log('----------------- start -----------------');
setTimeout(() => {
console.log('setTimeout');
}, 0)
new Promise((resolve, reject) =>{
for (var i = 0; i < 5; i++) {
console.log(i);
}
resolve(); // 修改promise例項物件的狀態為成功的狀態
}).then(() => {
console.log('promise例項成功回撥執行');
})
console.log('----------------- end -----------------');
複製程式碼
七、題外話
如果要輸出0~4，上面例題應該如何修改？
- 將var變為let
for (let i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
}
複製程式碼2.加個立即執行函式
for (var i = 0; i < 5; i++) {
(function(i){
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
})(i)
}
複製程式碼3.也可以通過這樣加閉包
for(var i = 1;i < 5;i++){
var a = function(){
var j = i;
setTimeout(function(){
console.log(j);
},1000)
}
a();
}
複製程式碼文章於2018.11.15重新修改，如果覺得文章對你有些許幫助，歡迎在我的GitHub部落格點贊和關注，感激不盡！