Javascript中的Microtask和Macrotask——从一道很少有人能答对的题目说起

首先我们来看一道题目，如下javascript代码，执行后会在控制台打印出什么内容？

async function async1() {
  console.log('async1 start');
  await async2();
  console.log('async1 end');
}

async function async2() {
  console.log('async2 start');
  return new Promise((resolve, reject) => {
    resolve();
    console.log('async2 promise');
  })
}

console.log('script start');
setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout');
}, 0);  

async1();

new Promise(function(resolve) {
  console.log('promise1');
  resolve();
}).then(function() {
  console.log('promise2');
}).then(function() {
  console.log('promise3');
});
console.log('script end');

说实话，真正能在面试中把这道题目答对的前端工程师凤毛麟角。我们先来瞧一下答案吧。把以上代码存到test.js文件中，并用node执行一下，结果如下：

如果把以上代码贴到一个网页中的script标签里面，然后打开这个网页，再打开控制台，可以看到如下输出（Chrome 64位 63.0.3239.84）：

结果和node打印的一模一样。那么为什么是这个顺序呢？

我们都知道js的单线程特性（html5的web worker不算在内～）以及良好的异步支持。在单线程的前提下，异步任务到底什么时候开始执行，其实是有两个队列来进行管理，即Macrotask和Microtask（只有一个字母的差距，不要认错……）。在当前正在执行的线程中，如果碰到属于Macrotask的异步任务，则放入Macrotask队列；碰到Microtask的异步任务则放入Microtask队列。注意这里只是把任务放入队列，并不会执行它。等到当前主线程任务执行完毕之后，会依次从Microtask队列中取出任务执行，在执行期间当然还是遵循碰到异步任务放入相应队列的原则。等到Microtask任务全部执行过了，此时再从Macrotask队列中取出一个任务执行。

属于Macrotask的任务有：

setTimeout，setInteveral，script标签，I/O，UI渲染

属于Microtask的任务有：

Promise，async/await，process.nextTick，Object.observe，MutationObserver

（事实上，即使同样是Microtask，内部也是有优先级的差别的，例如NodeJS的实现上，process.nextTick比Promise要先执行。相关问题可以瞧瞧这个连接：https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/ 。反正我瞧到一半就放弃了，好在async/await和Promise没有优先级差别）

然后我们来分析一下本题中的执行顺序：

【1】第15行执行，打印出script start

【2】第16至18行，把回调任务放入Macrotask （目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：空）

【3】第20行，执行async1函数，先打印出第2行的async1 start

【4】第3行的async2先执行，打印出第8行的async2 start

【5】第9行至第12行遇到Promise，先打印出第11行的async2 promise（注意不管你resolve写在new Promise的函数什么位置，都跟写到最后一句一样！）

【6】第3行的async2返回了Promise，并且async2前面有await修饰，因此后面第4行的任务被放到Microtask（目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：第4行）

【7】第22至25行，打印出promise1，并把第26行放入Microtask，注意第28行还没执行到，所以这行什么都不做（目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：第4行，第26行）

【8】第30行打印script end（目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：第4行，第26行）

【9】脚本主线程执行结束，现在拿出来一个Microtask，即第4行，打印async1 end（目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：第26行）

【10】再拿出来一个Microtask，即第26行，打印promise2，此时由于第26行后面跟着then，所以把第28行插入Microtask（目前Macrotask：第16行setTimeout，Microtask：第28行）

【11】再拿出来一个Microtask，即第28行，打印promise3（目前Macrotask：第16行的setTimeout，Microtask：空）

【12】Microtask没有了，执行下一个Macrotask，即第16行的setTimeout，打印setTimeout，结束

需要注意的是，以下两种写法，效果是一模一样的（resolve的位置无所谓）：

写法1:
new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('1111');
  resolve();
  console.log('2222');
});

写法2:
new Promise((resolve, reject) => {
  console.log('1111');
  console.log('2222');
  resolve();
});

另外，对于Promise的链式调用，如new Promise(....).then(...).then(...)....，一次只放第一个then的内容进入Microtask，等第一个then执行的时候，会把第二个then放入Microtask，而不是一次把两个then都放进去。