异步任务(微任务、宏任务),你学会了吗?还有4道面试题

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简介

首先谈到异步,那么需要先搞懂同步任务、异步任务、宏任务、微任务这四个名词。

大家需要点耐性,认真看一下哈!\color{green}{大家需要点耐性,认真看一下哈!}

1.同步任务: 指的是在主线程上排队执行的任务,只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务。

2.异步任务: 指的是不进入主线程,某个异步任务可以执行了,该任务才会进入主线程执行。

总结一句话: JavaScript\color{green}{JavaScript}是单线程的,那么通俗的来讲,就是一个主线程上同步任务顺序执行,触发到异步任务就会将它加入到主线程来执行;

异步执行的运行机制如下:

  1. 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈(execution context stack)`
  2. 主线程之外,还存在一个“任务队列”,只要异步任务有了运行结果,就在“任务队列”之中放置一个事件
  3. 一旦“执行栈”中的所有同步任务执行完毕,系统就会读取“任务队列”,看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务,于是结束等待,进入执行栈,开始执行
  4. 主线程不断重复第3步

上面说到了任务队列了,那么就来说说另外两个名词,宏任务和微任务。

任务队列中分为宏任务和微任务。

3.宏任务macrotask: 可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务(包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行)。主要场景有:主代码块script、setTimeout、setInterval等。

4.微任务microtask: 可以理解是在当前task执行结束后立即执行的任务。主要场景有:Promise、process.nextTick等。

Node.js还提供了另外两个与"任务队列"有关的方法:process.nextTicksetImmediateprocess.nextTick方法可以在当前“执行栈”的尾部——下一次Event Loop(主线程读取“任务队列”)之前——触发回调函数。也就是说,它指定的任务总是发生在所有异步任务之前。 setImmediate方法则是在当前“任务队列”的尾部添加事件,也即是说,它指定的任务总是在下一次Event Loop时执行。

微任务包括:MutationObserver、Promise.then()reject()、Promise为基础开发的其它技术,比如fetch APIV8的垃圾回收过程、Node独有的process.nextTick

宏任务包括:scriptsetTimeoutsetIntervalsetImmediateI/OUI rendering

差不多介绍到这里!下面来看一些面试题巩固一下吧!

案例

下面有几道面试题,不知道你会几道呢?

题目一

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('promise1')
})
promise1.then(() => {
  console.log(3);
});
console.log('1', promise1);

const fn = () => (new Promise((resolve, reject) => {
  console.log(2);
  resolve('success')
}))
fn().then(res => {
  console.log(res)
})
console.log('start')

过程分析:

  • 从上至下,先遇到new Promise,执行该构造函数中的代码promise1
  • 然后执行同步代码1,此时promise1没有被resolve或者reject,因此状态还是pending
  • 然后执行到fn()函数,进入fn中,打印2
  • 碰到resolve函数, 将promise的状态改变为resolved, 并将结果保存下来;
  • 碰到fn().then这个微任务,将它放入微任务队列;
  • 继续顺序执行,打印start
  • 当前宏任务执行完毕,检查微任务队列,发现有promise.then,则打印success

结果:

promise1
1 Promise {<pending>}
2
start
success

题目二

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('promise1');
  const timer2 = setTimeout(() => {
    console.log('timer2')
  }, 0)
});
const timer1 = setTimeout(() => {
  console.log('timer1')
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise2')
  })
}, 0)
console.log('start');

并且要注意的是,这里的Promise是直接resolve的,而之前的new Promise不一样。

过程分析:

  • 刚开始整个脚本作为第一次宏任务来执行,我们将它标记为宏1,从上至下执行
  • 遇到Promise.resolve().then这个微任务,将then中的内容加入第一次的微任务队列标记为微1
  • 遇到定时器timer1,将它加入下一次宏任务的延迟列表,标记为宏2,等待执行(先不管里面是什么内容)
  • 执行宏1中的同步代码start
  • 第一次宏任务(宏1)执行完毕,检查第一次的微任务队列(微1),发现有一个promise.then这个微任务需要执行
  • 执行打印出微1中同步代码promise1,然后发现定时器timer2,将它加入宏2的后面,标记为宏3
  • 第一次微任务队列(微1)执行完毕,执行第二次宏任务(宏2),首先执行同步代码timer1
  • 然后遇到了promise2这个微任务,将它加入此次循环的微任务队列,标记为微2
  • 宏2中没有同步代码可执行了,查找本次循环的微任务队列(微2),发现了promise2,执行它
  • 第二轮执行完毕,执行宏3,打印出timer2

结果:

'start'
'promise1'
'timer1'
'promise2'
'timer2'

题目三

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve('success')
  }, 1000)
})
const promise2 = promise1.then(() => {
  throw new Error('error!!!')
})
console.log('promise1', promise1)
console.log('promise2', promise2)
setTimeout(() => {
  console.log('promise1', promise1)
  console.log('promise2', promise2)
}, 2000)

过程分析:

  • 从上至下,先执行第一个new Promise中的函数,碰到setTimeout将它加入下一个宏任务列表
  • 跳出new Promise,碰到promise1.then这个微任务,但其状态还是为pending,这里理解为先不执行
  • promise2是一个新的状态为pendingPromise
  • 执行同步代码console.log('promise1'),且打印出的promise1的状态为pending
  • 执行同步代码console.log('promise2'),且打印出的promise2的状态为pending
  • 碰到第二个定时器,将其放入下一个宏任务列表
  • 第一轮宏任务执行结束,并且没有微任务需要执行,因此执行第二轮宏任务
  • 先执行第一个定时器里的内容,将promise1的状态改为resolved且保存结果并将之前的promise1.then推入微任务队列
  • 该定时器中没有其它的同步代码可执行,因此执行本轮的微任务队列,也就是promise1.then,它抛出了一个错误,且将promise2的状态设置为了rejected
  • 第一个定时器执行完毕,开始执行第二个定时器中的内容
  • 打印出'promise1',且此时promise1的状态为resolved
  • 打印出'promise2',且此时promise2的状态为rejected

结果:

'promise1' Promise{<pending>}
'promise2' Promise{<pending>}
test5.html:102 Uncaught (in promise) Error: error!!! at test.html:102
'promise1' Promise{<resolved>: "success"}
'promise2' Promise{<rejected>: Error: error!!!}

题目四

如果你上面这道题搞懂了之后,我们就可以来做做这道了,你应该能很快就给出答案:

const promise1 = new Promise((resolve, reject) => {
  setTimeout(() => {
    resolve("success");
    console.log("timer1");
  }, 1000);
  console.log("promise1里的内容");
});
const promise2 = promise1.then(() => {
  throw new Error("error!!!");
});
console.log("promise1", promise1);
console.log("promise2", promise2);
setTimeout(() => {
  console.log("timer2");
  console.log("promise1", promise1);
  console.log("promise2", promise2);
}, 2000);

结果:

'promise1里的内容'
'promise1' Promise{<pending>}
'promise2' Promise{<pending>}
'timer1'
test5.html:102 Uncaught (in promise) Error: error!!! at test.html:102
'timer2'
'promise1' Promise{<resolved>: "success"}
'promise2' Promise{<rejected>: Error: error!!!}

这几道题目都会的了吗?后续持续更新!