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完整面试题地址:
作者:程序员poetry
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# 宏任务和微任务:不是所有的任务都是一个待遇

在前面几篇文章中,我们介绍了消息队列,并结合消息队列介绍了两种典型的 WebAPI——setTimeout和XMLHttpRequest,通过这两个 WebAPI 我们搞清楚了浏览器的消息循环系统是怎么工作的。不过随着浏览器的应用领域越来越广泛,消息队列中这种粗时间颗粒度的任务已经不能胜任部分领域的需求,所以又出现了一种新的技术——微任务。微任务可以在实时性和效率之间做一个有效的权衡。

从目前的情况来看,微任务已经被广泛地应用,基于微任务的技术有 MutationObserver、Promise 以及以 Promise 为基础开发出来的很多其他的技术。所以微任务的重要性也与日俱增,了解其底层的工作原理对于你读懂别人的代码,以及写出更高效、更具现代的代码有着决定性的作用。

有微任务,也就有宏任务,那这二者到底有什么区别?它们又是如何相互取长补短的?

# 宏任务

前面我们已经介绍过了,页面中的大部分任务都是在主线程上执行的,这些任务包括了:

  • 渲染事件(如解析 DOM、计算布局、绘制);
  • 用户交互事件(如鼠标点击、滚动页面、放大缩小等);
  • JavaScript 脚本执行事件;
  • 网络请求完成、文件读写完成事件。

为了协调这些任务有条不紊地在主线程上执行,页面进程引入了消息队列和事件循环机制,渲染进程内部会维护多个消息队列,比如延迟执行队列和普通的消息队列。然后主线程采用一个 for 循环,不断地从这些任务队列中取出任务并执行任务。我们把这些消息队列中的任务称为宏任务。

消息队列中的任务是通过事件循环系统来执行的,这里我们可以看看在WHATWG 规范中是怎么定义事件循环机制的。

由于规范需要支持语义上的完备性,所以通常写得都会比较啰嗦,这里我就大致总结了下 WHATWG 规范定义的大致流程:

  • 先从多个消息队列中选出一个最老的任务,这个任务称为 oldestTask;
  • 然后循环系统记录任务开始执行的时间,并把这个 oldestTask 设置为当前正在执行的任务;
  • 当任务执行完成之后,删除当前正在执行的任务,并从对应的消息队列中删除掉这个 oldestTask;
  • 最后统计执行完成的时长等信息。

以上就是消息队列中宏任务的执行过程,通过前面的学习,相信你也很熟悉这套执行流程了。

宏任务可以满足我们大部分的日常需求,不过如果有对时间精度要求较高的需求,宏任务就难以胜任了,下面我们就来分析下为什么宏任务难以满足对时间精度要求较高的任务。

前面我们说过,页面的渲染事件、各种 IO 的完成事件、执行 JavaScript 脚本的事件、用户交互的事件等都随时有可能被添加到消息队列中,而且添加事件是由系统操作的,JavaScript 代码不能准确掌控任务要添加到队列中的位置,控制不了任务在消息队列中的位置,所以很难控制开始执行任务的时间。为了直观理解,你可以看下面这段代码:

<!DOCTYPE html>
<html>
    <body>
        <div id='demo'>
            <ol>
                <li>test</li>
            </ol>
        </div>
    </body>
    <script type="text/javascript">
        function timerCallback2(){
          console.log(2)
        }
        function timerCallback(){
            console.log(1)
            setTimeout(timerCallback2,0)
        }
        setTimeout(timerCallback,0)
    </script>
</html>
@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

在这段代码中,我的目的是想通过 setTimeout 来设置两个回调任务,并让它们按照前后顺序来执行,中间也不要再插入其他的任务,因为如果这两个任务的中间插入了其他的任务,就很有可能会影响到第二个定时器的执行时间了。

但实际情况是我们不能控制的,比如在你调用 setTimeout 来设置回调任务的间隙,消息队列中就有可能被插入很多系统级的任务。你可以打开 Performance 工具,来记录下这段任务的执行过程,也可参考文中我记录的图片:

setTimeout 函数触发的回调函数都是宏任务,如图中,左右两个黄色块就是 setTimeout 触发的两个定时器任务。

现在你可以重点观察上图中间浅红色区域,这里有很多一段一段的任务,这些是被渲染引擎插在两个定时器任务中间的任务。试想一下,如果中间被插入的任务执行时间过久的话,那么就会影响到后面任务的执行了。

所以说宏任务的时间粒度比较大,执行的时间间隔是不能精确控制的,对一些高实时性的需求就不太符合了,比如后面要介绍的监听 DOM 变化的需求。

# 微任务

在理解了宏任务之后,下面我们就可以来看看什么是微任务了。在上一篇文章中,我们介绍过异步回调的概念,其主要有两种方式。

第一种

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