深度剖析定時器、提一嘴事件輪循

MRHE發表於2019-03-04
定時器事件

話不多說先看程式碼來引出今天的問題

//下面兩個定時器的輸出的先後順序是啥呢？
setTimeout(function(){            
    console.log("200")        
},200)  
//不瞭解ES6的朋友，把let 當成var 就好 
for(let i = 0 ; i < 1000 ; i++){            
    console.log('---');        
}        
setTimeout(function(){            
    console.log('0')   
    //實際不可能會是0ms，定時器有一個最低的延時為4ms，造成這個的原因，我相信聰明的你，
    //肯定能在下面的世界輪循機制中找到答案（定時器觸發執行緒和主執行緒的取出，會有一定的執行時間）       
},0)

//而下面兩個定時器的輸出結果又是啥呢？
setTimeout(function(){
    console.log("200")
},200)
for(let i= 0; i < 5000 ; i++){
    console.log("---");
}

setTimeout(function(){
    console.log("0")
},0)

複製程式碼
//上面兩個的答案分別是 0  200；    200 0 複製程式碼

深度剖析定時器、提一嘴事件輪循深度剖析定時器、提一嘴事件輪循。那麼問題來了，第二個定時的delay（延遲時間，以下都用這個單詞表示了）明明是 0ms（實際大約4ms，程式碼中解釋了，下面不再做解釋）。第一個定時器的delay 是 200ms，為啥第一個程式碼正常輸出，而第二個程式碼確實 delay為200ms 的先輸出？

現在帶著我們的問題來看看js的事件輪循（Event Loop）機制：

一：瀏覽器常駐的執行緒

  • js引擎執行緒（解釋執行js程式碼、使用者輸入、網路請求）
  • GUI執行緒（繪製使用者介面與JS主執行緒是互斥的。 幹了其中一個就不能做另外一個）
  • http網路請求執行緒（處理使用者的GET、POST等請求，等返回結果後將回撥函式推入任務佇列（Evnet Queue））
  • 定時器觸發器執行緒（setTimeout、setInterval等待時間結束後把執行函式推入任務佇列中）
  • 瀏覽器事件處理執行緒（將click、mouse等互動事件發生後將這些事件放入執行佇列中）

二：js執行機制

  1.     眾所周知 js是單執行緒的：同一時間只能做一件事。記住這個很重要，雖然上面說了3中非同步的執行緒，但是他們做的也只是把對應的事件做下處理，然後推給主執行緒來執行，而主執行緒是單執行緒的同一時間只做一件事情，多餘事情就排隊吧！！！！很重要
  2.     看圖說話，看看js執行流程深度剖析定時器、提一嘴事件輪循
    導圖解讀： （注意：最頂端任務進入執行棧，棧：先進後出，後進先出）                                 js任務中無非為同步任何和非同步任務2中。在任務進入執行棧後，同步和非同步任務分別進入不同的執行“場所”，同步任務進入主執行緒，非同步任務進入Event Table 並註冊函式。
    當指定的事情完成時（比如：定時器的延遲時間到了，ajax請求的資料發回來了，觸發了回撥函式，dom事件被使用者觸發） ，Event Table 會將這個函式移入 Event Queue（事件佇列） 並註冊回撥函式
    當主執行緒的任務執行完畢後，主執行緒為空時，就會去Event Queue 看看，如果有則讀取佇列裡的函式，並將它放入主執行緒中執行（而進入Event Queue 的先後順序，也是被主執行緒抓取的順序） 。上述過程會不斷重複，這就是Event Loop （事件迴圈/事件輪循）

  3. 再來看看同步任務具體執行的過程

    function foo(){ 
   function bar(){
 console.log("bar");   }
   bar();
   console.log("foo");
}
foo();複製程式碼

      我們來具體看看上面的執行過程

  1. 程式碼沒有執行的時候，執行棧為空棧
  2. foo函式執行時，建立了一幀，這幀包含了形參、區域性變數（預編譯過程），然後把這一幀壓入棧中
  3. 執行foo函式內程式碼，執行bar函式
  4. 建立新幀，同樣有形參、區域性變數，壓入棧中
  5. bar函式執行完畢，輸出bar，彈出棧
  6. foo函式執行完畢，輸出foo，彈出棧（可能有小夥伴會說，那把console.log（"foo"）放在bar函式的執行的上面。foo函式不就先執行完了嘛？ 即使這樣做了，雖然是先輸出foo但也是foo函式後執行完，因為在bar函式執行完畢後，如果後面沒有程式碼了，他會隱式的執行一句  return ； 來終止這個函式）
  7. 執行棧為空

  我們再來深入瞭解下執行棧：

  上面程式碼我們只套了一層函式，如果套多層函式，或者有多個bar的同級函式是有區別的。

  多層巢狀很簡單，就按照上面的流程依次內推就好了，

  同級函式則是是重複 3,4,5的步驟。bar執行完畢，彈出棧，bar後面的程式碼繼續執行碰到函式執行則走3,4,5,步驟。

4.非同步任務具體的執行過程

$.ajax({
	url: ‘localhost:/js/demo.json’,
	data: {},
	success: function (data) {
		console.log(data);
	}
});
console.log(‘run’);
複製程式碼

  1. Ajax 進入Event Table ，並註冊函式；
  2. ajax事件完成，http網路請求執行緒 註冊回撥函式success，並放入Event Queue（任務佇列）中等待 主執行緒（執行棧）讀取任務
  3. 主執行緒讀取 success函式並執行，console.log(data);

5.換一張圖繼續理解

深度剖析定時器、提一嘴事件輪循

 對2 做一點補充：

 細心的朋友已經發行，我在上面寫 主執行緒的時候（）裡面寫了一個呼叫棧。沒錯 執行棧其實相當於js主執行緒。我的個人理解，js單執行緒執行是，遇到同步的程式碼，從上到下依次（預編譯的問題另說），遇到非同步的程式碼就一腳踢開，讓該管非同步程式碼的去管理（參考第一點瀏覽器常駐執行緒）。等同步程式碼執行完畢之後，再去看看Event Queue（任務佇列）裡面看看有沒有，可以執行的程式碼（回撥，定時器，事件），有就拿過來執行，沒有就一會再來看看（這個事件特別短，也可能是有專門的觸發機制，總的就是 只有執行棧為空，Event Queue裡面有任務就會馬上拿來執行）

三：問題的解決

好了，說到這裡，就可以回頭來看看我們最開始丟擲的問題：

對上面程式碼的分析：

  1.  遇到setTimeout（fn，200） 一腳踢開，讓定時器觸發執行緒去管理，在一邊面壁思過的數數，數夠了200ms，就推入Event Queue中；
  2. for迴圈 ，就一直執行，直到執行完畢再往下走
  3. 遇到setTimeout(fn,0) 一腳踢開讓，定時器觸發執行緒去管理，在一邊面壁思過的數數，數夠了200ms，就推入Event Queue中；

 由上面的文字可以分析出，只要for迴圈的執行時間超過了200ms，第一個定時器就先進入Event Queue中（任務佇列，先進先出，後進後出。先進去的就先執行），第二個定時器是在第一個定時器已經進入了Event Queue 之後再觸發的，不管他的delay多小也只有後輸出。

而for迴圈的執行時間沒有超過200ms時（低於先觸發的定時器的delay），for迴圈執行完畢後，他還在面壁思過的數數，js主執行緒繼續往下走，觸發了第二個定時器，依舊一腳踢開，去面壁思過數數，這個時候，只要誰先數完，誰就先進入Event Queue 就先執行 。 上面程式碼的情況是 delay 為0ms 的先數完，所以先執行，delay為200ms後進入Event Queue 後執行。

四：問題加深

 你以為這樣就完了嗎？如果是這樣敢說深度剖析定時器？看程式碼

//表示執行次數的變數        
let count = 0;        /
/開始時間，用來定時的，記錄執行的間隔時間        
// + 為一元 '+' 號運算子，將其運算元隱式轉換成數字         
let starTime = +new Date();        
function sleep (num){            
    for(let i = 0 ;i < num ; i++){                
    console.log(i);            
    }        
}        
setInterval(function(){            
    count++;            
    console.log(+new Date()  - starTime , count);            
    starTime = +new Date();           
    },1000)  
              
sleep(20000);複製程式碼

先上執行結果

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上面的執行結果除了第二次的都很好解釋。第一次執行，時間這麼多的原因是，執行for迴圈完了之後才能執行定一次的定時器，3之後的就趨於穩定 大概等於delay。

先丟擲問題：

    首先主執行緒一直在執行的時候，setInterval是每到一個delay就往Event Queue推出一個執行函式嗎？如果是這樣的話，如圖所示第一次執行被阻塞的時候為3000 + ，所以能往Evnet Queue裡面註冊三個定時器，為啥只有第二次的執行間隔時間發生比較大的差距，第三次以後就正常了？  為什麼 第一次和第二次執行的間隔時間相加總約等於delay的倍數，這是巧合還是必然？


回答問題：

   我們先定義一些引數，好方便以下的解釋：

   fn1 為定時器的第一次  ， fn 2  為定時器的第二次 ， fn3 為定時器 第三次和以後的無限次

 關於上面的第一個問題很容易回答， setInterval 肯定不是沒到一個delay就往Event Queue 推送一個執行函式 ，如果是的話如上程式碼就會有三個執行函式在任務佇列裡面了，當主執行緒執行完畢後，去Event Queue拿函式回去執行會非常快，不可能會出現，fn2，fn3執行間隔這麼大。 其實第三個問題才是解題的關鍵，是仔細想一想，什麼情況下才能出現這種相加為倍數的情況（好吧，其實怎麼想，我也說不清楚）。在試驗的過程中，甚至出現過fn1 的執行間隔為3950 ，fn2的執行間隔為49的情況，當時確實給我造成了很大的悟道，後面通過不斷的實驗，加詢問最終得出了結論


 解決：出現這個事情的原因是，Event Queue 裡面只能存在同一個定時器的一次事件，也就是說在定時器第一次被拿到主執行緒取走之前，第二次並不會進入Event Queue 。會依舊再Event Table 裡面等待。這個等待並不是盲目的等待，在每一個delay週期都看看Event Queue 裡面  上一次 的進去的定時器（fn1） 被主執行緒取走沒有，當取走後，就會在當前delay週期完的時候，把這一次的定時器（fn2）推入 Event Queue ，而這個時候主執行緒正好沒有任務正在執行，主執行緒就會立刻把這次的定時器放入到主執行緒執行，就造成了，定時器第一次執行和第二次執行的間隔時間相加總等於delay的倍數。 fn3之後的就屬於正常情況了，當主執行緒沒有任務，Event Queue 中沒有定時器時，就每隔delay執行一次。


五、最後的最後

  第一次寫掘金文章（也是第一次寫文章），清辯證看待，其中的一些錯別字和錯誤。如果對你有幫助，別忘了點個贊喲。

最後打個廣告，本人男，22歲，在校大四學習。座標成都，希望能找個前端的正式崗或者實習崗工作。如果有招人或者內推的大佬，可以留言細聊喲。



 


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