從promise、process.nextTick、setTimeout出發，談談Event Loop中的Job queue

嗯呵吱吱吱發表於2019-02-16
PromiseOOP

在原文的基礎上加了一點參考資料

問題的引出

event loop都不陌生，是指主執行緒從“任務佇列”中迴圈讀取任務，比如

例1：

setTimeout(function(){console.log(1)},0);

console.log(2)

//輸出2,1

在上述的例子中，我們明白首先執行主執行緒中的同步任務，當主執行緒任務執行完畢後，再從event loop中讀取任務，因此先輸出2，再輸出1。

event loop讀取任務的先後順序，取決於任務佇列（Job queue）中對於不同任務讀取規則的限定。比如下面一個例子：

例2：

setTimeout(function () {
  console.log(3);
}, 0);

Promise.resolve().then(function () {
  console.log(2);
});
console.log(1);
//輸出為  1  2 3

先輸出1，沒有問題，因為是同步任務在主執行緒中優先執行，這裡的問題是setTimeout和Promise.then任務的執行優先順序是如何定義的。

2 . Job queue中的執行順序
在Job queue中的佇列分為兩種型別：macro-task和microTask。我們舉例來看執行順序的規定，我們設

macro-task佇列包含任務: a1, a2 , a3
micro-task佇列包含任務: b1, b2 , b3

執行順序為，首先執行marco-task佇列開頭的任務，也就是 a1 任務，執行完畢後，在執行micro-task佇列裡的所有任務，也就是依次執行b1, b2 , b3，執行完後清空micro-task中的任務，接著執行marco-task中的第二個任務，依次迴圈。

瞭解完了macro-task和micro-task兩種佇列的執行順序之後，我們接著來看，真實場景下這兩種型別的佇列裡真正包含的任務（我們以node V8引擎為例），在node V8中，這兩種型別的真實任務順序如下所示：

macro-task佇列真實包含任務：

script(主程式程式碼),setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering

micro-task佇列真實包含任務：
process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver

由此我們得到的執行順序應該為：

script(主程式程式碼)—>process.nextTick—>Promises…——>setTimeout——>setInterval——>setImmediate——> I/O——>UI rendering

在ES6中macro-task佇列又稱為ScriptJobs，而micro-task又稱PromiseJobs

3 . 真實環境中執行順序的舉例
(1) setTimeout和promise
例3:

setTimeout(function () {
console.log(3);
}, 0);

Promise.resolve().then(function () {
console.log(2);
});

console.log(1);

我們先以第1小節的例子為例，這裡遵循的順序為：

script(主程式程式碼)——>promise——>setTimeout
對應的輸出依次為：1 ——>2————>3

(2) process.nextTick和promise、setTimeout
例子4：

setTimeout(function(){console.log(1)},0);

new Promise(function(resolve,reject){
   console.log(2);
   resolve();
}).then(function(){console.log(3)
}).then(function(){console.log(4)});

process.nextTick(function(){console.log(5)});

console.log(6);
//輸出2,6,5,3,4,1

這個例子就比較複雜了，這裡要注意的一點在定義promise的時候，promise構造部分是同步執行的，這樣問題就迎刃而解了。

首先分析Job queue的執行順序：

script(主程式程式碼)——>process.nextTick——>promise——>setTimeout

I) 主體部分： 定義promise的構造部分是同步的，
因此先輸出2 ，主體部分再輸出6（同步情況下，就是嚴格按照定義的先後順序）

II)process.nextTick: 輸出5

III）promise： 這裡的promise部分，嚴格的說其實是promise.then部分，輸出的是3,4

IV) setTimeout ： 最後輸出1

綜合的執行順序就是： 2——>6——>5——>3——>4——>1

(3)更復雜的例子

setTimeout(function(){console.log(1)},0);

new Promise(function(resolve,reject){
   console.log(2);
   setTimeout(function(){resolve()},0)
}).then(function(){console.log(3)
}).then(function(){console.log(4)});

process.nextTick(function(){console.log(5)});

console.log(6);

//輸出的是  2 6 5 1 3 4

這種情況跟我們（2）中的例子，區別在於promise的構造中，沒有同步的resolve，因此promise.then在當前的執行佇列中是不存在的，只有promise從pending轉移到resolve，才會有then方法，而這個resolve是在一個setTimout時間中完成的，因此3,4最後輸出。

知識點參考：

  1. process.nextTick(callback)

    process.nextTick()方法將 callback 新增到”next tick 佇列”。 一旦當前事件輪詢佇列的任務全部完成，在next tick佇列中的所有callbacks會被依次呼叫。

    這種方式不是setTimeout(fn, 0)的別名。它更加有效率。事件輪詢隨後的ticks 呼叫，會在任何I/O事件（包括定時器）之前執行。

    每次事件輪詢後，在額外的I/O執行前，next tick佇列都會優先執行。 遞迴呼叫nextTick callbacks 會阻塞任何I/O操作，就像一個while(true) 迴圈一樣。

  function definitelyAsync(arg, cb) {
  if (arg) {
    process.nextTick(cb);
    return;
  }

  fs.stat(`file`, cb);  //涉及io操作
}
//這裡process.nextTick就會阻塞io操作

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