JavaScript Event Loop 机制与异步执行原理解析

JavaScript单线程与阻塞问题

假设浏览器正在执行一个复杂的图像转换算法，由于JavaScript是单线程运行的，此时浏览器进程会被阻塞。这导致界面无法渲染，其他代码也无法执行，应用界面将失去与用户的交互能力。

通常情况下，单个此类操作可能不会造成严重问题，但如果浏览器同时运行多个类似的计算密集型算法，这种阻塞现象就会变得非常严重。

具备一定经验的JavaScript开发人员通常都理解代码的异步执行机制，特别是在使用Ajax进行网络请求时。

// ajax(..) is some arbitrary Ajax function given by a library
var response = ajax('https://example.com/api');
console.log(response);
// `response` won't have the response

如果在代码中直接获取Ajax响应，，你将无法得到预期的结果。

正确的做法是像这样，通过回调函数（callback function）的方式来获取和处理结果。

ajax('https://example.com/api', function(response) {
  console.log(response); // `response` is now available
});

另外需要提醒的是，在的代码示例中，设置`async: false`永远不是一个好的做法。

// This is assuming that you're using jQuery
jQuery.ajax({
  url: 'https://api.example.com/endpoint',
  success: function(response) {
    // This is your callback.
  },
  async: false // And this is a terrible idea
});

通过上述示例，我们可以理解利用异步函数能够有效解决类似浏览器阻塞的问题。

当然，我们也可以通过`setTimeout(callback, milliseconds)`实现相同的逻辑。如果你已经理解了异步概念，那么下面这段代码的执行结果会是什么呢？

function first() {
  console.log('first');
}
function second() {
  console.log('second');
}
function third() {
  console.log('third');
}
first();
setTimeout(second, 1000); // Invoke `second` after 1000ms
third();

Event Loop机制与异步原理

那么，异步处理机制背后的原理究竟是什么？这里就需要引入事件循环（Event Loop）的概念了。

Event Loop包含一个简单的任务（Job）机制，用于监视调用栈（Call Stack）和回调队列（Callback Queue）。如果调用栈为空，它将从队列中取出第一个事件，并将其推送到调用栈中，从而有效地执行该事件。

这种迭代过程在事件循环中被称为Tick（滴答）。每个事件本质上只是一个函数回调。

console.log('Hi');
setTimeout(function cb1() { 
  console.log('cb1');
}, 5000);
console.log('Bye');

执行这段代码，中的调用栈清晰地演示了事件循环的处理流程。

请注意，`setTimeout(...)`并不会自动将你的回调函数放入事件循环队列中。

它只是设置了一个计时器。当计时器到期时，浏览器会将你的回调放入事件循环中，以便在未来的某个Tick执行。但是，队列中可能已经添加了其他事件——你的回调不会立即执行。

setTimeout与异步执行顺序

网络上有很多关于如何在JavaScript中开始使用异步代码的文章和教程，它们建议用户使用`setTimeout(callback, 0)`。

现在你已经知道了Event Loop是如何工作的，以及setTimeout的运行机制。

console.log('Hi');
setTimeout(function() {
  console.log('callback');
}, 0);
console.log('Bye');

尽管等待时间设置为 0 ms，但浏览器控制台中的结果如下所示：

尽管等待时间被设置为0毫秒，但浏览器控制台中的输出结果如下所示：

Hi

Bye