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浏览器的事件循环机制

浏览器的事件循环（Event Loop）是其处理异步任务和维持页面交互的核心机制。由于 JavaScript 是单线程的，事件循环通过协调任务队列、调用栈和 Web API，确保代码高效执行且不阻塞主线程。以下是详细的机制解析：

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一、核心概念

1. 单线程
   JavaScript 只有一个主线程，负责执行脚本、渲染页面等。单线程避免了多线程的复杂性（如死锁），但也导致长时间任务会阻塞页面。
2. 事件循环的目标
   解决单线程的阻塞问题，通过异步和非阻塞的方式处理耗时操作（如网络请求、定时器）。

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二、事件循环的组成部分

1. 调用栈（Call Stack）

• 记录函数调用的顺序，遵循“后进先出”原则。
• 当函数执行完毕，从栈顶弹出；遇到异步操作时，将其交给 Web API 处理。

2. Web API

• 浏览器提供的接口（如 setTimeout、fetch），处理异步任务。
• 异步任务完成后，回调函数会被推入任务队列。

3. 任务队列（Task Queue）

• 存放待执行的回调函数，分为两种类型：
  • 宏任务队列（MacroTask Queue）：包含 setTimeout、setInterval、DOM 事件回调等。
  • 微任务队列（MicroTask Queue）：包含 Promise.then、MutationObserver 等。

4. 事件循环（Event Loop）

• 持续检查调用栈是否为空：
  1. 若调用栈为空，优先从微任务队列取出所有任务执行。
  2. 微任务队列清空后，从宏任务队列取出一个任务执行。
  3. 重复上述过程，形成循环。

5.渲染管道（Render Pipeline）

• 在宏任务和微任务处理后，浏览器决定是否渲染页面。
• requestAnimationFrame 在渲染前执行。

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三、事件循环的完整流程

1. 执行同步代码
   • 调用栈依次执行同步任务，直至清空。
2. 处理微任务队列
   • 执行所有微任务（直到队列为空）。
3. 渲染页面（如有需要）
   • 执行 requestAnimationFrame 回调。
   • 计算布局（Layout）和绘制（Paint）。
4. 从宏任务队列取一个任务执行
   • 如 setTimeout 回调、事件处理函数。
   • 重复步骤 2-4。

四、执行顺序示例

console.log("Script Start"); // 宏任务1setTimeout(() => {console.log("setTimeout"); // 宏任务2的回调
}, 0);Promise.resolve().then(() => {console.log("Promise 1"); // 微任务1}).then(() => {console.log("Promise 2"); // 微任务2});console.log("Script End"); // 宏任务1继续执行

输出顺序：

Script Start → Script End → Promise 1 → Promise 2 → setTimeout

解析：

1. 主线程执行同步代码（宏任务1），遇到 setTimeout 和 Promise。
2. setTimeout 回调进入宏任务队列，Promise 回调进入微任务队列。
3. 当前宏任务执行完毕，调用栈为空。
4. 优先执行所有微任务（Promise 1 → Promise 2）。
5. 微任务队列清空后，执行下一个宏任务（setTimeout）。

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五、关键规则

1. 微任务优先级高于宏任务
   每次调用栈清空后，必须执行完所有微任务，才会执行下一个宏任务。

2. 宏任务的类型

   • setTimeout / setInterval
   • I/O 操作（如文件读取）
   • UI 渲染（如 requestAnimationFrame）

3. 微任务的类型

   • Promise.then / catch / finally
   • MutationObserver
   • queueMicrotask()

4. 微任务嵌套会阻塞渲染

   function loopMicrotasks() {Promise.resolve().then(loopMicrotasks); // 微任务无限递归 → 页面卡死
   }
   loopMicrotasks();
   

5. 渲染时机

   • 微任务执行后、下一个宏任务前，浏览器可能渲染页面。
   • requestAnimationFrame 用于在渲染前更新动画。

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六、实际应用与优化

1. 避免阻塞主线程

• 将耗时操作（如大量计算）拆分为多个微任务或使用 Web Worker。

2. 合理使用宏任务和微任务

• 需要尽快执行的逻辑（如状态更新）使用微任务（Promise）。
• 延迟执行的任务使用宏任务（setTimeout）。

3. 注意 requestAnimationFrame

• 属于渲染阶段的回调，在浏览器重绘前执行，优先级高于宏任务。

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七、Node.js 与浏览器事件循环的区别

特性	浏览器	Node.js
微任务队列	仅一个微任务队列	多个阶段（如 timers、poll、check）
I/O 处理	通过 Web API	通过 Libuv 库
事件循环阶段	简单分为宏任务和微任务	分为多个阶段，每个阶段处理特定任务

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七、总结

浏览器的事件循环通过 调用栈、Web API、任务队列 的协作，实现异步非阻塞的执行模型。理解其机制有助于：

• 优化代码性能，避免界面卡顿。
• 正确预测异步代码的执行顺序。
• 处理复杂的并发场景（如竞态条件）。

事件循环机制：
确保异步任务有序执行，避免阻塞主线程。

核心规则：
同步代码 → 微任务 → 渲染 → 宏任务 → 循环。

开发注意：

• 避免微任务嵌套过深。
• 长任务拆分（如用 setTimeout 分片）。
• 合理使用 requestAnimationFrame 优化动画。

核心口诀：
​​“宏任务结束，先清微任务；循环往复，永不停歇。”​