JavaScript异步机制（二）之任务队列和事件循环

GUI渲染线程负责渲染浏览器界面HTML元素,当界面需要 重绘 (Repaint)或由于某种操作引发 回流 (reflow)时,该线程就会执行。在Javascript引擎运行脚本期间,GUI渲染线程都是处于挂起状态的,也就是说被”冻结”了。

JavaScript引擎线程

Javascript引擎，也可以称为JS内核，主要负责处理Javascript脚本程序，例如V8引擎。Javascript引擎线程负责解析Javascript脚本，运行代码。

事件触发线程

当一个事件被触发时该线程会把事件添加到待处理事件队列的队尾，等待JS引擎的处理。这些事件可以是当前执行的代码块如定时任务、也可来自浏览器内核的其他线程如鼠标点击、AJAX异步请求等，但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待JS引擎处理。

定时器线程

浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的, 因为JavaScript引擎是单线程的,如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确, 因此通过单独线程来计时并触发定时是更为合理的方案。

异步HTTP请求线程

在XMLHttpRequest在连接后通过浏览器新开一个线程请求，在检测到状态变更时，会触发相应的事件，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将事件处理程序放到 JavaScript引擎的处理队列中等待处理。

那么什么是任务队列呢？

任务队列

大家都知道JS是单线程的，假如在JS引擎执行代码的过程中触发了一些事件，那引擎会停下手中的事情来处理这些事件吗？当然不可能。那什么时候才能执行这些事件处理程序呢？在js引擎空闲的时候。实际上，无论是事件触发还是定时器还是HTTP请求，在各自的线程处理好对应的API之后，会把各自的事件处理程序放到一个叫做任务队列的数据结构中。在JS引擎空闲的时候会按顺序去执行每一个事件处理程序。按怎样的顺序？先进队列的先执行。这叫先进先出，和栈结构的后进先出正好相反。

事件循环

当JS引擎执行完代码之后，如果任务队列中有待处理的事件处理程序，那么JS引擎回去立即执行这些程序，那么假如现在任务队列是空的，但是过了一会有事件触发了，JS引擎是如何知道的呢？这就要讲到事件循环了。当JS引擎空闲的时候，他会不断的是轮询任务队列，如果有任务的话就去执行。

微任务

微任务包括promise的回调，mutationObserver的回调，以及nodejs的process.nextTick的回调。

宏任务

script全部代码。setTimeout，setInterval，setImmediate，I/O，UI Rendering

JS引擎初始执行代码如果遇到微任务，会将微任务放到微任务队列中，如果有宏任务，则将其放入宏任务队列。执行完代码后，会先去执行微任务队列中的事件，然后就是不断的事件循环。

我们可以把初始代码当成一个宏任务，在执行完这个宏任务之后，JS引擎会去处理本轮宏任务结束时的微任务队列，然后再去处理宏任务队列。所以执行微任务的时机就是在宏任务与宏任务之间。

更新视图

浏览器更新视图的时机是由其自己决定的，并不一定是宏任务与宏任务之间一定有视图的更新。可以确定的是，在JS引擎执行代码时，是不会更新视图的，因为GUI 渲染线程与JavaScript引擎线程互斥！浏览器会在适当的时机（宏任务与宏任务之间）更新视图，然后再继续执行代码。

GUI 渲染线程 与 JavaScript引擎线程互斥！

由于JavaScript是可操纵DOM的，如果在修改这些元素属性同时渲染界面（即JavaScript线程和UI线程同时运行），那么渲染线程前后获得的元素数据就可能不一致了。因此为了防止渲染出现不可预期的结果，浏览器设置GUI渲染线程与JavaScript引擎为互斥的关系，当JavaScript引擎执行时GUI线程会被挂起，GUI更新会被保存在一个队列中等到引擎线程空闲时立即被执行。