我终于搞懂了async/await、promise和setTimeout的执行顺序

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从一道题目出发

今天看到一道面试题,是关于async/awaitpromisesetTimeout的执行顺序,题目如下:

async function async1() {
	console.log('async1 start');
	await async2();
	console.log('asnyc1 end');
}
async function async2() {
	console.log('async2');
}
console.log('script start');
setTimeout(() => {
	console.log('setTimeOut');
}, 0);
async1();
new Promise(function (reslove) {
	console.log('promise1');
	reslove();
}).then(function () {
	console.log('promise2');
})
console.log('script end');

我给出的答案:

script start
async1 start
async2
asnyc1 end // x
promise1
script end
promise2
setTimeOut

正确的答案:

script start
async1 start
async2
promise1
script end
asnyc1 end
promise2
setTimeOut

为什么promise1asnyc1 end先出来呢?带着这个疑问,我去了解了一下事件循环机制

js EventLoop 事件循环机制

JavaScript的事件分两种:

宏任务(macro-task)微任务(micro-task)
scriptpromise.[ then/catch/finally ]((非new Promise))
setTimeoutprocess.nextTick(Node.js 环境)
setIntervalMutaionOberver(浏览器环境)
setImmediate(Node.js 环境)Object.observe
IO操作x
UI交互事件x
postMessagex
MessageChannelx

事件的执行顺序,是先执行宏任务,然后执行微任务,这个是基础,任务可以有同步任务和异步任务,同步的进入主线程,异步的进入Event Table并注册函数,异步事件完成后,会将回调函数放入Event Queue中(宏任务和微任务是不同的Event Queue),同步任务执行完成后,会从Event Queue中读取事件放入主线程执行,回调函数中可能还会包含不同的任务,因此会循环执行上述操作。

注意: setTimeOut并不是直接的把你的回掉函数放进上述的异步队列中去,而是在定时器的时间到了之后,把回掉函数放到执行异步队列中去。如果此时这个队列已经有很多任务了,那就排在他们的后面。这也就解释了为什么setTimeOut为什么不能精准的执行的问题了。setTimeOut执行需要满足两个条件:

  1. 主进程必须是空闲的状态,如果到时间了,主进程不空闲也不会执行你的回调函数
  2. 这个回调函数需要等到插入异步队列时前面的异步函数都执行完了,才会执行

promise、async/await

首先,new Promise是同步的任务,会被放到主进程中去立即执行。而.then()函数是异步任务会放到异步队列中去,那什么时候放到异步队列中去呢?当你的promise状态结束的时候,就会立即放进异步队列中去了。

async关键字的函数会返回一个promise对象,如果里面没有await,执行起来等同于普通函数;如果没有awaitasync函数并没有很厉害是不是。

await 关键字要在 async 关键字函数的内部,await 写在外面会报错;await如同他的语意,就是在等待,等待右侧的表达式完成。此时的await会让出线程,阻塞async内后续的代码,先去执行async外的代码。等外面的同步代码执行完毕,才会执行里面的后续代码。就算await的不是promise对象,是一个同步函数,也会等这样操作。

流程梳理

我们整体再梳理一下上面代码执行的流程:

  1. 整个代码片段(script)作为一个宏任务执行console.log('script start'),输出script start
  2. 执行setTimeout,是一个异步动作,放入宏任务异步队列中;
  3. 执行async1(),输出async1 start,继续向下执行;
  4. 执行async2(),输出async2,并返回了一个promise对象,await让出了线程,把返回的promise加入了微任务异步队列,所以async1()下面的代码也要等待上面完成后继续执行;
  5. 执行 new Promise,输出promise1,然后将resolve()放入微任务异步队列;
  6. 执行console.log('script end'),输出script end
  7. 到此同步的代码就都执行完成了,然后去微任务异步队列里去获取任务
  8. 接下来执行resolveasync2返回的promise返回的),输出了async1 end
  9. 然后执行resolve(new Promise的),输出了promise2
  10. 最后执行setTimeout,输出了settimeout

在第4步中, await 这里有一个机制, 就是 await 的等待, 不会阻塞外部函数的执行, 而 await 等待的 如果是一个 PromisePromise 里面的代码还是同步执行, 如果不是 Promise ,就会使用 Promise.resolve 来进行封装, 这里的 async2 是一个 async 方法, 里面的 打印会同步执行, 而 await async2() 后面的代码 会放到微任务队列中的第一个位置,等待外部同步代码执行完毕以后再执行。

所以我知道了script end为什么会优先于async1 end输出。