MacroTask & MicroTask

前言

本来想复习一下javascript事件循环(Event Loop)的,但是发现太巨大了。最近工作也有些忙,所以还是删繁就简,集中精力写某一个知识点比较现实。这次讲讲Event Loop里的MacroTask(宏任务)和MicroTask(微任务)。

Task Queue

MacroTask和MicroTask主要有如下若干种方法:

  • macrotasks: setTimeout, setInterval, setImmediate, requestAnimationFrame, I/O, UI rendering

  • microtasks: process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver

JS开发人员应该对这些方法都不会太陌生——都是些常见的异步操作。但这些方法在执行时有什么区别呢?通俗来说,macrotasks和microtasks最大的区别在它们会被放置在不同的任务调度队列中。我在网上盗了一张图,如下所示:

Task Queue

每一次事件循环中,主进程都会先执行一个macroTask任务,这个任务就来自于所谓的MacroTask Queue队列;当该macroTask执行完后,Event loop会立马调用microTask队列的任务,直到消费完所有的microtask,再继续下一个事件循环。

管中窥豹,microTask调用优先级较高于macroTask.

DEMO

OK,仅仅看一张图似乎过于抽象,还是用code来解释一下:

console.log('main start');

setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
    process.nextTick(() => console.log('process.nextTick 3'));
}, 0);

process.nextTick(() => {
    console.log('process.nextTick 1');
    process.nextTick(() => console.log('process.nextTick 2'));
});

console.log('main end');

我们上面提到过process.nextTick是microTask,setTimeout是macroTask,我这里嵌套了宏任务和微任务,看看它们的执行顺序是怎么样的:

1   main start
2   main end
3   process.nextTick 1
4   process.nextTick 2
5   setTimeout
6   process.nextTick 3

大致流程如下所示:

  1. 先运行主程序(事实上主程序本身就是一个macroTask),主程序把setTimeoutprocess.nextTick分别放入MacroTask Queue和MicroTask Queue

  2. 主程序结束,这时候我们看到了第一二条的打印结果main startmain end

  3. 如上面所提到的,每一个macroTask结束后会开始消费microTask。这时的MicroTask Queue里有一个process.nextTick,然后发现它本身也调用了一个process.nextTick,所以继续把这个内层的任务加入MicroTask Queue。

  4. 线程消费掉所有MicroTask Queue里的任务(这时只有两个任务),我们得到了第三四条结果process.nextTick 1process.nextTick 2

  5. 当MicroTask Queue清空后,Event Loop进入下一个循环:执行MacroTask Queue的setTimeout任务,然后得到了第五条输出setTimeout,之后它还会把又一个process.nextTick放入MicroTask Queue

  6. 继续如4所示过程,Event Loop在Current MacroTask执行完成后消费MicroTask Queue,这时候我们有了最后一条输出process.nextTick 3

Task Invocation

上面的代码看着可能有点绕,但是弄清楚原理后还是能理解的。
当然现实中,Event Loop的任务调度会很复杂,比如:

  • 主程序里同时调用多个setTimeout,谁先执行是不确定的。

  • Node.js文档里称“setImmediate指定的回调函数,总是排在setTimeout前面”,所以应该是有多个Task Queue的

  • 浏览器的话,处理了macroTask和microTask之后,会进行一次Update the rendering,具体细节还很多

后话

学习语言的底层实现有时候是一件很无聊的事,类似于“孔乙己中,茴香豆的‘茴’字有几种写法”。说实在,现实开发中很少人能用到。不过,假如你并不满足于CURD工程师的话,最好还是能了解一下这类知识。至少在某些场合里也有了一定的“谈资”。互勉!

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