微任务队列何时执行？详解JS执行机制

你在学习文章相关的知识吗？本文《微任务队列何时执行？详解JavaScript执行机制》，主要介绍的内容就涉及到，如果你想提升自己的开发能力，就不要错过这篇文章，大家要知道编程理论基础和实战操作都是不可或缺的哦！

微任务在当前宏任务同步代码执行完毕后、下一个宏任务或渲染前执行。其核心机制是：1. 每个宏任务执行完后，事件循环会检查微任务队列；2. 若存在微任务，则依次全部执行，期间新增的微任务也会被处理；3. 清空微任务队列后，才进入下一个宏任务或渲染阶段。例如Promise.then()、MutationObserver及queueMicrotask()均以此机制运行，确保异步操作的即时性和原子性，适用于数据更新后的DOM同步、UI响应优化等场景。但需注意避免微任务无限循环导致主线程阻塞。

JavaScript中微任务队列的执行时机，简单来说，是在当前宏任务（比如一次完整的脚本执行、一个事件回调或者一个setTimeout的回调）完成其同步代码的执行后，但在浏览器进行下一次渲染或者处理下一个宏任务之前。它就像一个高效的清理队，总是在主线任务告一段落后，立即处理那些“紧急但不至于立刻打断主线”的后续工作。

解决方案： 要理解微任务的执行时机，我们得先在脑子里勾勒出JavaScript的事件循环（Event Loop）机制。这套机制是JavaScript异步编程的基石，也是它能单线程运行却不阻塞的关键。

当JS引擎执行代码时，它会先处理当前宏任务队列中的一个任务。这个任务可能是整个脚本的启动，也可能是点击事件的回调，或者是一个定时器到期后触发的回调。在处理这个宏任务的过程中，如果遇到了需要异步执行但又优先级相对较高的任务，比如Promise的.then()回调、MutationObserver的回调，或者你手动调用的queueMicrotask()，这些任务并不会立刻执行，而是会被排队放入一个特殊的“微任务队列”里。

关键点来了：当当前的宏任务（也就是主线程正在执行的代码块）执行完毕，并且调用栈清空之后，事件循环并不会立刻去宏任务队列里取下一个任务。它会先暂停一下，转而检查微任务队列。如果微任务队列里有任务，它就会把队列里的所有微任务一个接一个地执行完。只有当微任务队列彻底清空了，事件循环才会考虑去宏任务队列里取出下一个宏任务来执行，或者让浏览器进行渲染更新。

这就像是你在做一份大报告（宏任务），报告写到一半，突然想起几个小的批注（微任务）必须马上处理，否则会影响后续的章节。你不会等整个报告写完再批注，也不会写一行报告就跑去批注，而是会在完成当前这一段落后，立刻把所有积累的批注处理完，再开始写下一段落。

举个例子：

console.log('Script start'); // 宏任务1

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout'); // 宏任务2
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Promise 1'); // 微任务1
});

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Promise 2'); // 微任务2
});

console.log('Script end'); // 宏任务1

这段代码的输出会是： Script startScript endPromise 1Promise 2setTimeout

这清晰地展示了，在第一个宏任务（整个脚本执行）结束前，所有同步代码跑完，然后微任务队列被清空，最后才轮到下一个宏任务（setTimeout的回调）。

为什么微任务能够“插队”在宏任务之间？

其实，与其说微任务“插队”，不如说它们是当前宏任务的“后续紧密工作”。它们不是比宏任务跑得快，而是它们被设计成在同一个事件循环的“tick”内，紧随宏任务之后执行。这种设计哲学，我个人觉得，是为了确保某些操作的即时性和原子性。

想象一下，你正在更新一个复杂的UI组件。你可能需要先修改一些数据，然后基于这些数据计算出新的DOM结构。如果这些计算和DOM更新被分散到不同的宏任务中，那么在它们之间，浏览器可能会进行一次不完整的渲染，导致用户看到闪烁或者不一致的中间状态。而将这些操作链通过Promise或者queueMicrotask串联起来，它们就能在同一个宏任务的执行周期内（即宏任务执行完，微任务清空，再进行下一次渲染或下一个宏任务）全部完成，保证了操作的“原子性”——要么全做完，要么不做。

这种机制，让开发者能够更精细地控制异步操作的执行顺序，确保某些依赖关系严格的异步操作能够按预期完成，而不会被其他不相关的宏任务或浏览器渲染工作打断。它提供了一种“比同步稍晚一点，但比下一个宏任务早得多”的执行时机，这对于构建响应式且无缝的用户体验至关重要。

微任务队列的清空机制是怎样的？

微任务队列的清空机制，是一个“一次性清空”的过程。每当一个宏任务执行完毕，事件循环就会立即、完整地检查并清空微任务队列。这意味着，队列中的所有微任务，包括那些在当前微任务执行过程中新加入的微任务，都会在同一个“清空阶段”被处理掉。这个过程会一直持续，直到微任务队列为空。

这种“清空一切”的策略，既是其强大之处，也可能带来一些潜在的问题。例如，如果你不小心创建了一个无限循环的微任务（比如一个Promise链条，它的then回调又返回了一个新的Promise，并且这个链条没有终止条件），那么这个无限循环的微任务将会持续执行，不断地向队列中添加新的微任务，并立即被处理。这会导致事件循环永远无法进入下一个宏任务阶段，从而彻底阻塞主线程，页面将失去响应。

// 这是一个危险的示例，请勿在生产环境尝试
let count = 0;
function infiniteMicrotask() {
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('Infinite microtask:', count++);
    // 加上限制防止浏览器崩溃
    if (count < 1000) { 
      infiniteMicrotask();
    }
  });
}
// infiniteMicrotask(); // 解注释会看到大量输出并可能导致页面卡死

这个机制确保了微任务的高优先级和即时性，它们总能赶在下一次UI更新或下一个宏任务之前完成。但开发者需要清楚这一点，避免无意中造成主线程的“微任务饥饿”或阻塞。

在实际开发中，微任务的应用场景有哪些？

微任务在现代JavaScript开发中无处不在，尤其是在处理异步操作和确保UI响应性方面。

最显而易见的应用场景就是Promise的回调。无论是Promise.prototype.then()、.catch()还是.finally()，它们的回调函数都会被作为微任务加入队列。这意味着，当你链式调用Promise时，它们会尽可能快地、在当前脚本执行完毕后立即执行，这对于管理一系列相互依赖的异步操作非常有用。例如，获取数据、处理数据、然后更新UI，这一系列步骤可以通过Promise链条流畅地完成，而不会在中间被其他宏任务打断。

另一个重要场景是MutationObserver。当你需要监听DOM树的变化（例如元素的添加、删除、属性修改等）时，MutationObserver的回调函数也是作为微任务执行的。这使得你可以在DOM发生变化后，立即进行相应的处理，而无需等待下一个渲染周期。这对于实现一些高性能的UI库或者需要实时响应DOM变化的框架来说至关重要。

此外，queueMicrotask()这个API虽然相对较新，但它提供了一个明确的方式来调度一个微任务。当你想确保某个函数在当前宏任务结束、所有同步代码执行完毕之后，但在任何新的宏任务或渲染之前执行时，queueMicrotask()就显得非常有用。比如，你可能在处理用户输入时，需要进行一系列复杂的计算，但又不想阻塞UI，同时希望计算结果能够尽快反映到UI上。你可以在计算完成后，使用queueMicrotask()来调度UI更新函数，这样它就能在下一个渲染周期前被执行。

总的来说，微任务提供了一种强大的机制，让我们能够精细地控制异步代码的执行顺序和时机，从而构建出更流畅、响应更快的Web应用。它们是现代前端框架和库能够实现高性能和良好用户体验的幕后英雄之一。

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