JavaScript 的并发模型基于事件循环,其中任务队列(Task Queue)和 Job 队列(Job Queue,也称为微任务队列)扮演着关键角色。理解这两种队列的优先级和执行顺序,对于编写高性能的 JavaScript 代码至关重要。本文将深入探讨这两种队列的交互方式,并提供实际示例来帮助你掌握它们的运作机制。
任务队列与 Job 队列
在 JavaScript 中,异步操作的处理依赖于事件循环。事件循环不断地从任务队列和 Job 队列中取出任务并执行。
- 任务队列(Task Queue): 也被称为宏任务队列,用于存放诸如 setTimeout、setInterval、I/O 操作等产生的回调函数。
- Job 队列(Job Queue): 也被称为微任务队列,用于存放诸如 promise.then、MutationObserver 等产生的回调函数。
优先级: Job 队列的优先级高于任务队列。这意味着在每次事件循环迭代中,事件循环会首先清空 Job 队列,然后再从任务队列中取出一个任务执行。
示例分析
考虑以下代码片段:
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setTimeout(() => { console.log('1'); }, 0); Promise.resolve('2').then(console.log); console.log('3');
这段代码的执行顺序如下:
- setTimeout 被添加到任务队列。
- Promise.resolve(‘2’).then(console.log) 将一个微任务添加到 Job 队列。
- console.log(‘3’) 同步执行,输出 3。
- 事件循环检查 Job 队列,发现有微任务,执行 Promise.then 的回调,输出 2。
- 事件循环检查任务队列,发现有 setTimeout 的回调,执行它,输出 1。
因此,最终输出结果是 3 2 1。
依赖关系的影响
现在,我们修改代码如下:
setTimeout(() => { console.log('1'); }, 0); Promise.resolve(setTimeout(() => { console.log('2'); }, 0)); console.log('3');
这段代码的执行结果是 3 1 2。 要理解这个结果,关键在于理解 Promise.resolve(setTimeout(…)) 的含义。 这里,setTimeout 被同步调用,其返回值(timeout ID)被传递给 Promise.resolve。 这意味着 Promise 立即被 fulfilled,其值是 setTimeout 返回的 ID。 console.log(‘2’) 仍然被添加到任务队列,但它与 Promise 的 resolution 没有任何依赖关系。
执行顺序如下:
- setTimeout(() => { console.log(‘1’); }, 0); 被添加到任务队列。
- setTimeout(() => { console.log(‘2’); }, 0); 被同步调用,并返回 timeout ID,这个 ID 被传递给 Promise.resolve。
- Promise.resolve(timeoutId) 将一个微任务添加到 Job 队列,这个微任务的作用是将 timeoutId 作为 value 传递给 then 回调(虽然这里没有 then 回调)。
- console.log(‘3’) 同步执行,输出 3。
- 事件循环检查 Job 队列,执行 Promise.resolve 对应的微任务(尽管这个微任务本身并没有什么可见的效果)。
- 事件循环检查任务队列,首先执行 setTimeout 的回调,输出 1。
- 然后执行第二个 setTimeout 的回调,输出 2。
关键点: Promise.resolve(setTimeout(…)) 并不意味着 Promise 的 resolution 依赖于 setTimeout 的执行。 Promise 立即被 fulfilled,其值是 setTimeout 返回的 ID。
避免误解
重要的是要理解,Job 队列中的 Promise resolution 总是优先于任务队列中的 I/O 和定时器操作。 然而,如果 Promise 的 resolution 依赖于某个异步操作的结果,那么这个异步操作必须先完成,其回调函数才能被添加到相应的队列(任务队列或 Job 队列)中。
总结
理解 JavaScript 的任务队列和 Job 队列的执行顺序对于编写高效且可预测的代码至关重要。Job 队列的优先级高于任务队列,这意味着微任务总是在宏任务之前执行。但是,需要注意的是,Promise.resolve(setTimeout(…)) 并不会使 Promise 的 resolution 依赖于 setTimeout 的执行。 始终要仔细分析代码中的异步操作和依赖关系,才能准确预测代码的执行顺序。