由一道bilibili面试题看Promise异步执行机制

[sisterAn]

var date = new Date() 

console.log(1, new Date() - date) 

setTimeout(() => {
    console.log(2, new Date() - date)
}, 500) 

Promise.resolve().then(console.log(3, new Date() - date)) 

while(new Date() - date < 1000) {} 

console.log(4, new Date() - date)

求上面的输出顺序和输出值，为什么？

答案：

1 0
3 1
4 1000
2 1000

其中，关于时间差结果可能因为计算机性能造成的微小差异，可忽略不计

你答对了吗？下面我们由浅入深探索本题

由浅入深探索 Promise 异步执行

首先，看一下 event loop 的基础必备内容

event loop 执行顺序：

• 首先执行 script 宏任务
• 执行同步任务，遇见微任务进入微任务队列，遇见宏任务进入宏任务队列
• 当前宏任务执行完出队，检查微任务列表，有则依次执行，直到全部执行完
• 执行浏览器 UI 线程的渲染工作
• 检查是否有Web Worker任务，有则执行
• 执行下一个宏任务，回到第二步，依此循环，直到宏任务和微任务队列都为空

微任务包括：MutationObserver、Promise.then()或catch()、Promise为基础开发的其它技术，比如fetch API、V8的垃圾回收过程、Node独有的process.nextTick 、 Object.observe（已废弃；Proxy 对象替代）

宏任务包括：script 、setTimeout、setInterval 、setImmediate 、I/O 、UI rendering 、 postMessage 、 MessageChannel

注意： 下面的题目都是执行在浏览器环境下

遇到不好理解的，可结合 promise 源码 进行理解，就很简单了

1. 同步 + Promise

题目一：

var promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1)
    resolve()
    console.log(2)
})
promise.then(()=>{
    console.log(3)
})
console.log(4)
// 1
// 2
// 4
// 3

解析：

• 首先明确， Promise 构造函数是同步执行的， then 方法是异步执行的
• 开始 new Promise ，执行构造函数同步代码，输出 1
• 再 resolve()， 将 promise 的状态改为了 resolved ，并且将 resolve 值保存下来，此处没有传值
• 执行构造函数同步代码，输出 2
• 跳出promise，往下执行，碰到 promise.then 这个微任务，将其加入微任务队列
• 执行同步代码，输出 4
• 此时宏任务执行完毕，开始检查微任务队列，执行 promise.then 微任务，输出 3

题目二：

var promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1)
})
promise.then(()=>{
    console.log(2)
})
console.log(3)
// 1
// 3

解析：

• 开始 new Promise ，执行构造函数同步代码，输出 1
• 再 promise.then ，因为 promise中并没有resolve ，所以 then 方法不会执行
• 执行同步代码，输出 3

题目三：

var promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1)
})
promise.then(console.log(2))
console.log(3)
// 1
// 2
// 3

解析：

• 首先明确， .then 或者 .catch 的参数期望是函数，传入非函数则会发生值透传（ value => value ）
• 开始 new Promise ，执行构造函数同步代码，输出 1
• 然后 then() 的参数是一个 console.log(2) （注意：并不是一个函数），是立即执行的，输出 2
• 执行同步代码，输出 3

题目四：

Promise.resolve(1)
  .then(2)
  .then(Promise.resolve(3))
  .then(console.log)
// 1

解析：

• then(2) 、 then(Promise.resolve(3)) 发生了值穿透，直接执行最后一个 then ，输出 1

题目五：

var promise = new Promise((resolve, reject) => {
    console.log(1)
    resolve()
    reject()
})
promise.then(()=>{
    console.log(2)
}).catch(()=>{
    console.log(3)
})
console.log(4)
// 1
// 4
// 2

解析：

• 开始 new Promise ，执行构造函数同步代码，输出 1
• 再 resolve()， 将 promise 的状态改为了 resolved ，并且将 resolve 值保存下来，此处没有传值
• 再 reject() ，此时 promise 的状态已经改为了 resolved ，不能再重新翻转（状态转变只能是pending —> resolved 或者 pending —> rejected，状态转变不可逆）
• 跳出promise，往下执行，碰到 promise.then 这个微任务，将其加入微任务队列
• 往下执行，碰到 promise.catch 这个微任务，此时 promise 的状态为 resolved （非 rejected ），忽略 catch 方法
• 执行同步代码，输出 4
• 此时宏任务执行完毕，开始检查微任务队列，执行 promise.then 微任务，输出 2

题目六：

Promise.resolve(1)
  .then(res => {
    console.log(res);
    return 2;
  })
  .catch(err => {
    return 3;
  })
  .then(res => {
    console.log(res);
  });
// 1
// 2

解析：

• 首先 resolve(1)， 状态改为了 resolved ，并且将 resolve 值保存下来
• 执行 console.log(res) 输出 1
• 返回 return 2 实际上是包装成了 resolve(2)
• 状态为 resolved ， catch 方法被忽略
• 最后 then ，输出 2

2. 同步 + Promise + setTimeout

题目一：

setTimeout(() => {
  console.log(1)
})
Promise.resolve().then(() => {
  console.log(2)
})
console.log(3)
// 3
// 2
// 1

解析：

• 首先 setTimout 被放入宏任务队列
• 再 Promise.resolve().then ， then 方法被放入微任务队列
• 执行同步代码，输出 3
• 此时宏任务执行完毕，开始检查微任务队列，执行 then 微任务，输出 2
• 微任务队列执行完毕，检查执行一个宏任务
• 发现 setTimeout 宏任务，执行输出 1

题目二：

var promise = new Promise((resolve, reject) => {
  console.log(1)
  setTimeout(() => {
    console.log(2)
    resolve()
  }, 1000)
})

promise.then(() => {
  console.log(3)
})
promise.then(() => {
  console.log(4)
})
console.log(5)
// 1
// 5
// 2
// 3
// 4

解析：

• 首先明确，当遇到 promise.then 时，如果当前的 Promise 还处于 pending 状态，我们并不能确定调用 resolved 还是 rejected ，只有等待 promise 的状态确定后，再做处理，所以我们需要把我们的两种情况的处理逻辑做成 callback 放入 promise 的回调数组内，当 promise 状态翻转为 resolved 时，才将之前的 promise.then 推入微任务队列
• 开始， Promise 构造函数同步执行，输出 1 ，执行 setTimeout
• 将 setTimeout 加入到宏任务队列中
• 然后，第一个 promise.then 放入 promise 的回调数组内
• 第二个 promise.then 放入 promise 的回调数组内
• 执行同步代码，输出 5
• 检查微任务队列，为空
• 检查宏任务队列，执行 setTimeout 宏任务，输入 2 ，执行 resolve ， promise 状态翻转为 resolved ，将之前的 promise.then 推入微任务队列
• setTimeout 宏任务出队，检查微任务队列
• 执行第一个微任务，输出 3
• 执行第二个微任务，输出 4

回到开头

现在看，本题就很简单了

var date = new Date() 

console.log(1, new Date() - date) 

setTimeout(() => {
    console.log(2, new Date() - date)
}, 500) 

Promise.resolve().then(console.log(3, new Date() - date)) 

while(new Date() - date < 1000) {} 

console.log(4, new Date() - date)

解析：

• 首先执行同步代码，输出 1 0
• 遇到 setTimeout ，定时 500ms 后执行，此时，将 setTimeout 交给异步线程，主线程继续执行下一步，异步线程执行 setTimeout
• 主线程执行 Promise.resolve().then , .then 的参数不是函数，直接执行（ value => value ） ，输出 3 1
• 主线程继续执行同步任务 whlie ，等待 1000ms ，在此期间，setTimeout 定时 500ms 完成，异步线程将 setTimeout 回调事件放入宏任务队列中
• 继续执行下一步，输出 4 1000
• 检查微任务队列，为空
• 检查宏任务队列，执行 setTimeout 宏任务，输入 2 1000

总结

• Promise 构造函数是同步执行的， then 方法是异步执行的

• .then 或者 .catch 的参数期望是函数，传入非函数则会直接执行

• Promise的状态一经改变就不能再改变，构造函数中的 resolve 或 reject 只有第一次执行有效，多次调用没有任何作用

• .then方法是能接收两个参数的，第一个是处理成功的函数，第二个是处理失败的函数，再某些时候你可以认为catch是.then第二个参数的简便写法

• 当遇到 promise.then 时， 如果当前的 Promise 还处于 pending 状态，我们并不能确定调用 resolved 还是 rejected ，只有等待 promise 的状态确定后，再做处理，所以我们需要把我们的两种情况的处理逻辑做成 callback 放入 promise 的回调数组内，当 promise 状态翻转为 resolved 时，才将之前的 promise.then 推入微任务队列