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深入探讨异步:微任务、宏任务和事件循环

Linda Hamilton
发布: 2025-01-01 08:23:10
原创
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Deep Dive in Asynchrony: Microtasks, Macrotasks, and the Event Loop

JavaScript 的异步特性在您深入研究其机制之前可能会让人感觉很神奇。秘密在于它的事件循环,它协调两个关键角色:微任务宏任务。但它们是什么、它们如何工作以及它们为什么重要?让我们通过深入研究、示例和技巧来解开这个谜团,以掌握这个概念。


事件循环和任务队列

JavaScript 引擎在单个线程中执行代码。为了处理异步操作,它依赖于事件循环,它在调用堆栈和任务队列之间进行协调。这些任务队列分为两类:微任务宏任务

微任务

微任务是高优先级任务,必须在当前执行的 JavaScript 代码完成且调用堆栈为空时立即执行。它们确保快速的后续行动和一致的状态。常见示例包括:

  • 承诺(.then,异步/等待)
  • MutationObserver 回调

宏任务

宏任务是优先级较低的任务,事件循环仅在所有微任务执行完毕后才处理。它们处理更大的、延迟的操作和外部事件。常见示例包括:

  • 计时器(setTimeout、setInterval)
  • 消息通道回调
  • I/O 操作

还有 requestAnimationFrame,它不属于任一队列。它与浏览器的渲染周期同步,非常适合流畅的动画。


如何运作

以下是事件循环处理任务的方式:

  1. 首先执行同步代码。
  2. 清除微任务队列
  3. 执行宏任务队列中的一项任务。
  4. 重复步骤 2 和 3,直到处理完所有任务。

这种优先级确保先解决诸如承诺之类的高优先级任务,然后再解决诸如计时器之类的不太紧急的操作。


实际应用示例

下面是一个实用的代码片段,用于说明同步代码、微任务、宏任务和 requestAnimationFrame 之间的交互:

console.log('Synchronous code starts');

// Macrotask: setTimeout
setTimeout(() => {
  console.log('Macrotask: setTimeout');
}, 0);

// Macrotask: setInterval
const intervalId = setInterval(() => {
  console.log('Macrotask: setInterval');
  clearInterval(intervalId);
}, 100);

// Microtask: Promise
Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Microtask: Promise then 1');
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('Microtask: Promise then 2');
  });
});

// Microtask: MutationObserver
const observer = new MutationObserver(() => {
  console.log('Microtask: MutationObserver');
});
const targetNode = document.createElement('div');
observer.observe(targetNode, { attributes: true });
targetNode.setAttribute('data-test', 'true');

// Macrotask: MessageChannel
const channel = new MessageChannel();
channel.port1.onmessage = () => {
  console.log('Macrotask: MessageChannel');
};
channel.port2.postMessage('Test');

// requestAnimationFrame
requestAnimationFrame(() => {
  console.log('Outside task queues: requestAnimationFrame');
});

console.log('Synchronous code ends');
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预期输出

输出序列有助于阐明优先级:

  1. 同步代码:“同步代码开始”、“同步代码结束”
  2. 微任务
    • “微任务:承诺然后 1”
    • “微任务:先承诺 2”
    • “微任务:MutationObserver”
  3. 宏任务
    • “宏任务:setTimeout”
    • “宏任务:MessageChannel”
    • “宏任务:setInterval”
  4. requestAnimationFrame:“任务队列外部:requestAnimationFrame”

深入探讨:微任务与宏任务

微任务:关键特征

  • 同步代码完成后立即执行。
  • 非常适合小型、高优先级的更新,例如解决承诺或对 DOM 突变做出反应。
  • 示例:Promise、MutationObserver。

宏任务:关键特征

  • 仅在清除所有微任务后运行。
  • 用于较大、优先级较低的操作或外部事件处理。
  • 示例:计时器、消息通道。

requestAnimationFrame:奇怪的一个

虽然不是任务队列的一部分,requestAnimationFrame 在异步中发挥着独特的作用。它安排代码在下一次浏览器重绘之前运行,确保最少的帧丢失和更流畅的动画。


结论

微任务、宏任务和事件循环之间的相互作用是 JavaScript 异步的核心。通过理解和利用这些概念,您可以编写更高效、可维护和高性能的代码。请记住:首先是微任务,其次是宏任务,然后使用 requestAnimationFrame 进行视觉美化。快乐编码!

以上是深入探讨异步:微任务、宏任务和事件循环的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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