摘要：所以本來快輪到你來辦理業(yè)務(wù)，會因為老大爺臨時添加的理財業(yè)務(wù)而往后推。在執(zhí)行完同步代碼與微任務(wù)以后，這時繼續(xù)向后查找有木有宏任務(wù)。所以輸出了第二次，等到這兩次都執(zhí)行完畢后才會去檢查有沒有微任務(wù)有沒有宏任務(wù)。

首先，JavaScript是一個單線程的腳本語言。
所以就是說在一行代碼執(zhí)行的過程中，必然不會存在同時執(zhí)行的另一行代碼，就像使用alert()以后進行瘋狂console.log，如果沒有關(guān)閉彈框，控制臺是不會顯示出一條log信息的。
亦或者有些代碼執(zhí)行了大量計算，比方說在前端暴力破解密碼之類的鬼操作，這就會導(dǎo)致后續(xù)代碼一直在等待，頁面處于假死狀態(tài)，因為前邊的代碼并沒有執(zhí)行完。

所以如果全部代碼都是同步執(zhí)行的，這會引發(fā)很嚴(yán)重的問題，比方說我們要從遠(yuǎn)端獲取一些數(shù)據(jù)，難道要一直循環(huán)代碼去判斷是否拿到了返回結(jié)果么？_就像去飯店點餐，肯定不能說點完了以后就去后廚催著人炒菜的，會被揍的。_
于是就有了異步事件的概念，注冊一個回調(diào)函數(shù)，比如說發(fā)一個網(wǎng)絡(luò)請求，我們告訴主程序等到接收到數(shù)據(jù)后通知我，然后我們就可以去做其他的事情了。
然后在異步完成后，會通知到我們，但是此時可能程序正在做其他的事情，所以即使異步完成了也需要在一旁等待，等到程序空閑下來才有時間去看哪些異步已經(jīng)完成了，可以去執(zhí)行。
比如說打了個車，如果司機先到了，但是你手頭還有點兒事情要處理，這時司機是不可能自己先開著車走的，一定要等到你處理完事情上了車才能走。

這個就像去銀行辦業(yè)務(wù)一樣，先要取號進行排號。
一般上邊都會印著類似：“您的號碼為XX，前邊還有XX人?！敝惖淖謽?。

因為柜員同時職能處理一個來辦理業(yè)務(wù)的客戶，這時每一個來辦理業(yè)務(wù)的人就可以認(rèn)為是銀行柜員的一個宏任務(wù)來存在的，當(dāng)柜員處理完當(dāng)前客戶的問題以后，選擇接待下一位，廣播報號，也就是下一個宏任務(wù)的開始。
所以多個宏任務(wù)合在一起就可以認(rèn)為說有一個任務(wù)隊列在這，里邊是當(dāng)前銀行中所有排號的客戶。
任務(wù)隊列中的都是已經(jīng)完成的異步操作，而不是說注冊一個異步任務(wù)就會被放在這個任務(wù)隊列中，就像在銀行中排號，如果叫到你的時候你不在，那么你當(dāng)前的號牌就作廢了，柜員會選擇直接跳過進行下一個客戶的業(yè)務(wù)處理，等你回來以后還需要重新取號

而且一個宏任務(wù)在執(zhí)行的過程中，是可以添加一些微任務(wù)的，就像在柜臺辦理業(yè)務(wù)，你前邊的一位老大爺可能在存款，在存款這個業(yè)務(wù)辦理完以后，柜員會問老大爺還有沒有其他需要辦理的業(yè)務(wù)，這時老大爺想了一下：“最近P2P爆雷有點兒多，是不是要選擇穩(wěn)一些的理財呢”，然后告訴柜員說，要辦一些理財?shù)臉I(yè)務(wù)，這時候柜員肯定不能告訴老大爺說：“您再上后邊取個號去，重新排隊”。
所以本來快輪到你來辦理業(yè)務(wù)，會因為老大爺臨時添加的“理財業(yè)務(wù)”而往后推。
也許老大爺在辦完理財以后還想 再辦一個信用卡？或者 再買點兒紀(jì)念幣？
無論是什么需求，只要是柜員能夠幫她辦理的，都會在處理你的業(yè)務(wù)之前來做這些事情，這些都可以認(rèn)為是微任務(wù)。

這就說明：你大爺永遠(yuǎn)是你大爺
在當(dāng)前的微任務(wù)沒有執(zhí)行完成時，是不會執(zhí)行下一個宏任務(wù)的。

所以就有了那個經(jīng)常在面試題、各種博客中的代碼片段：

setTimeout(_ => console.log(4))

new Promise(resolve => {
  resolve()
  console.log(1)
}).then(_ => {
  console.log(3)
})

console.log(2)

setTimeout就是作為宏任務(wù)來存在的，而Promise.then則是具有代表性的微任務(wù)，上述代碼的執(zhí)行順序就是按照序號來輸出的。

所有會進入的異步都是指的事件回調(diào)中的那部分代碼
也就是說new Promise在實例化的過程中所執(zhí)行的代碼都是同步進行的，而then中注冊的回調(diào)才是異步執(zhí)行的。
在同步代碼執(zhí)行完成后才回去檢查是否有異步任務(wù)完成，并執(zhí)行對應(yīng)的回調(diào)，而微任務(wù)又會在宏任務(wù)之前執(zhí)行。
所以就得到了上述的輸出結(jié)論1、2、3、4。

+部分表示同步執(zhí)行的代碼

+setTimeout(_ => {
-  console.log(4)
+})

+new Promise(resolve => {
+  resolve()
+  console.log(1)
+}).then(_ => {
-  console.log(3)
+})

+console.log(2)

本來setTimeout已經(jīng)先設(shè)置了定時器（相當(dāng)于取號），然后在當(dāng)前進程中又添加了一些Promise的處理（臨時添加業(yè)務(wù)）。

所以進階的，即便我們繼續(xù)在Promise中實例化Promise，其輸出依然會早于setTimeout的宏任務(wù)：

setTimeout(_ => console.log(4))

new Promise(resolve => {
  resolve()
  console.log(1)
}).then(_ => {
  console.log(3)
  Promise.resolve().then(_ => {
    console.log("before timeout")
  }).then(_ => {
    Promise.resolve().then(_ => {
      console.log("also before timeout")
    })
  })
})

console.log(2)

當(dāng)然了，實際情況下很少會有簡單的這么調(diào)用Promise的，一般都會在里邊有其他的異步操作，比如fetch、fs.readFile之類的操作。
而這些其實就相當(dāng)于注冊了一個宏任務(wù)，而非是微任務(wù)。

P.S. 在Promise/A+的規(guī)范中，Promise的實現(xiàn)可以是微任務(wù)，也可以是宏任務(wù)，但是普遍的共識表示(至少Chrome是這么做的)，Promise應(yīng)該是屬于微任務(wù)陣營的

所以，明白哪些操作是宏任務(wù)、哪些是微任務(wù)就變得很關(guān)鍵，這是目前業(yè)界比較流行的說法：

有些地方會列出來UI Rendering，說這個也是宏任務(wù)，可是在讀了HTML規(guī)范文檔以后，發(fā)現(xiàn)這很顯然是和微任務(wù)平行的一個操作步驟
requestAnimationFrame姑且也算是宏任務(wù)吧，requestAnimationFrame在MDN的定義為，下次頁面重繪前所執(zhí)行的操作，而重繪也是作為宏任務(wù)的一個步驟來存在的，且該步驟晚于微任務(wù)的執(zhí)行

上邊一直在討論 宏任務(wù)、微任務(wù)，各種任務(wù)的執(zhí)行。
但是回到現(xiàn)實，JavaScript是一個單進程的語言，同一時間不能處理多個任務(wù)，所以何時執(zhí)行宏任務(wù)，何時執(zhí)行微任務(wù)？我們需要有這樣的一個判斷邏輯存在。

每辦理完一個業(yè)務(wù)，柜員就會問當(dāng)前的客戶，是否還有其他需要辦理的業(yè)務(wù)。_（檢查還有沒有微任務(wù)需要處理）_
而客戶明確告知說沒有事情以后，柜員就去查看后邊還有沒有等著辦理業(yè)務(wù)的人。_（結(jié)束本次宏任務(wù)、檢查還有沒有宏任務(wù)需要處理）_
這個檢查的過程是持續(xù)進行的，每完成一個任務(wù)都會進行一次，而這樣的操作就被稱為Event Loop。_(這是個非常簡易的描述了，實際上會復(fù)雜很多)_

而且就如同上邊所說的，一個柜員同一時間只能處理一件事情，即便這些事情是一個客戶所提出的，所以可以認(rèn)為微任務(wù)也存在一個隊列，大致是這樣的一個邏輯：

const macroTaskList = [
  ["task1"],
  ["task2", "task3"],
  ["task4"],
]

for (let macroIndex = 0; macroIndex < macroTaskList.length; macroIndex++) {
  const microTaskList = macroTaskList[macroIndex]
  
  for (let microIndex = 0; microIndex < microTaskList.length; microIndex++) {
    const microTask = microTaskList[microIndex]

    // 添加一個微任務(wù)
    if (microIndex === 1) microTaskList.push("special micro task")
    
    // 執(zhí)行任務(wù)
    console.log(microTask)
  }

  // 添加一個宏任務(wù)
  if (macroIndex === 2) macroTaskList.push(["special macro task"])
}

// > task1
// > task2
// > task3
// > special micro task
// > task4
// > special macro task

之所以使用兩個for循環(huán)來表示，是因為在循環(huán)內(nèi)部可以很方便的進行push之類的操作（添加一些任務(wù)），從而使迭代的次數(shù)動態(tài)的增加。

以及還要明確的是，Event Loop只是負(fù)責(zé)告訴你該執(zhí)行那些任務(wù)，或者說哪些回調(diào)被觸發(fā)了，真正的邏輯還是在進程中執(zhí)行的。

在上邊簡單的說明了兩種任務(wù)的差別，以及Event Loop的作用，那么在真實的瀏覽器中是什么表現(xiàn)呢？
首先要明確的一點是，宏任務(wù)必然是在微任務(wù)之后才執(zhí)行的（因為微任務(wù)實際上是宏任務(wù)的其中一個步驟）

I/O這一項感覺有點兒籠統(tǒng)，有太多的東西都可以稱之為I/O，點擊一次button，上傳一個文件，與程序產(chǎn)生交互的這些都可以稱之為I/O。

假設(shè)有這樣的一些DOM結(jié)構(gòu)：

const $inner = document.querySelector("#inner")
const $outer = document.querySelector("#outer")

function handler () {
  console.log("click") // 直接輸出

  Promise.resolve().then(_ => console.log("promise")) // 注冊微任務(wù)

  setTimeout(_ => console.log("timeout")) // 注冊宏任務(wù)

  requestAnimationFrame(_ => console.log("animationFrame")) // 注冊宏任務(wù)

  $outer.setAttribute("data-random", Math.random()) // DOM屬性修改，觸發(fā)微任務(wù)
}

new MutationObserver(_ => {
  console.log("observer")
}).observe($outer, {
  attributes: true
})

$inner.addEventListener("click", handler)
$outer.addEventListener("click", handler)

如果點擊#inner，其執(zhí)行順序一定是：click -> promise -> observer -> click -> promise -> observer -> animationFrame -> animationFrame -> timeout -> timeout。

因為一次I/O創(chuàng)建了一個宏任務(wù)，也就是說在這次任務(wù)中會去觸發(fā)handler。
按照代碼中的注釋，在同步的代碼已經(jīng)執(zhí)行完以后，這時就會去查看是否有微任務(wù)可以執(zhí)行，然后發(fā)現(xiàn)了Promise和MutationObserver兩個微任務(wù)，遂執(zhí)行之。
因為click事件會冒泡，所以對應(yīng)的這次I/O會觸發(fā)兩次handler函數(shù)(_一次在inner、一次在outer_)，所以會優(yōu)先執(zhí)行冒泡的事件(_早于其他的宏任務(wù)_)，也就是說會重復(fù)上述的邏輯。
在執(zhí)行完同步代碼與微任務(wù)以后，這時繼續(xù)向后查找有木有宏任務(wù)。
需要注意的一點是，因為我們觸發(fā)了setAttribute，實際上修改了DOM的屬性，這會導(dǎo)致頁面的重繪，而這個set的操作是同步執(zhí)行的，也就是說requestAnimationFrame的回調(diào)會早于setTimeout所執(zhí)行。

使用上述的示例代碼，如果將手動點擊DOM元素的觸發(fā)方式變?yōu)?b>$inner.click()，那么會得到不一樣的結(jié)果。
在Chrome下的輸出順序大致是這樣的：
click -> click -> promise -> observer -> promise -> animationFrame -> animationFrame -> timeout -> timeout。

與我們手動觸發(fā)click的執(zhí)行順序不一樣的原因是這樣的，因為并不是用戶通過點擊元素實現(xiàn)的觸發(fā)事件，而是類似dispatchEvent這樣的方式，我個人覺得并不能算是一個有效的I/O，在執(zhí)行了一次handler回調(diào)注冊了微任務(wù)、注冊了宏任務(wù)以后，實際上外邊的$inner.click()并沒有執(zhí)行完。
所以在微任務(wù)執(zhí)行之前，還要繼續(xù)冒泡執(zhí)行下一次事件，也就是說觸發(fā)了第二次的handler。
所以輸出了第二次click，等到這兩次handler都執(zhí)行完畢后才會去檢查有沒有微任務(wù)、有沒有宏任務(wù)。

兩點需要注意的：

.click()的這種觸發(fā)事件的方式個人認(rèn)為是類似dispatchEvent，可以理解為同步執(zhí)行的代碼

document.body.addEventListener("click", _ => console.log("click"))

document.body.click()
document.body.dispatchEvent(new Event("click"))
console.log("done")

// > click
// > click
// > done

MutationObserver的監(jiān)聽不會說同時觸發(fā)多次，多次修改只會有一次回調(diào)被觸發(fā)。

new MutationObserver(_ => {
  console.log("observer")
  // 如果在這輸出DOM的data-random屬性，必然是最后一次的值，不解釋了
}).observe(document.body, {
  attributes: true
})

document.body.setAttribute("data-random", Math.random())
document.body.setAttribute("data-random", Math.random())
document.body.setAttribute("data-random", Math.random())

// 只會輸出一次 ovserver

這就像去飯店點餐，服務(wù)員喊了三次，XX號的牛肉面，不代表她會給你三碗牛肉面。
上述觀點參閱自Tasks, microtasks, queues and schedules，文中有動畫版的講解

Node也是單線程，但是在處理Event Loop上與瀏覽器稍微有些不同，這里是Node官方文檔的地址。

就單從API層面上來理解，Node新增了兩個方法可以用來使用：微任務(wù)的process.nextTick以及宏任務(wù)的setImmediate。

在官方文檔中的定義，setImmediate為一次Event Loop執(zhí)行完畢后調(diào)用。
setTimeout則是通過計算一個延遲時間后進行執(zhí)行。

但是同時還提到了如果在主進程中直接執(zhí)行這兩個操作，很難保證哪個會先觸發(fā)。
因為如果主進程中先注冊了兩個任務(wù)，然后執(zhí)行的代碼耗時超過XXs，而這時定時器已經(jīng)處于可執(zhí)行回調(diào)的狀態(tài)了。
所以會先執(zhí)行定時器，而執(zhí)行完定時器以后才是結(jié)束了一次Event Loop，這時才會執(zhí)行setImmediate。

setTimeout(_ => console.log("setTimeout"))
setImmediate(_ => console.log("setImmediate"))

有興趣的可以自己試驗一下，執(zhí)行多次真的會得到不同的結(jié)果。

但是如果后續(xù)添加一些代碼以后，就可以保證setTimeout一定會在setImmediate之前觸發(fā)了：

setTimeout(_ => console.log("setTimeout"))
setImmediate(_ => console.log("setImmediate"))

let countdown = 1e9

while(countdown--) { } // 我們確保這個循環(huán)的執(zhí)行速度會超過定時器的倒計時，導(dǎo)致這輪循環(huán)沒有結(jié)束時，setTimeout已經(jīng)可以執(zhí)行回調(diào)了，所以會先執(zhí)行`setTimeout`再結(jié)束這一輪循環(huán)，也就是說開始執(zhí)行`setImmediate`

如果在另一個宏任務(wù)中，必然是setImmediate先執(zhí)行：

require("fs").readFile(__dirname, _ => {
  setTimeout(_ => console.log("timeout"))
  setImmediate(_ => console.log("immediate"))
})

// 如果使用一個設(shè)置了延遲的setTimeout也可以實現(xiàn)相同的效果

就像上邊說的，這個可以認(rèn)為是一個類似于Promise和MutationObserver的微任務(wù)實現(xiàn)，在代碼執(zhí)行的過程中可以隨時插入nextTick，并且會保證在下一個宏任務(wù)開始之前所執(zhí)行。

在使用方面的一個最常見的例子就是一些事件綁定類的操作：

class Lib extends require("events").EventEmitter {
  constructor () {
    super()

    this.emit("init")
  }
}

const lib = new Lib()

lib.on("init", _ => {
  // 這里將永遠(yuǎn)不會執(zhí)行
  console.log("init!")
})

因為上述的代碼在實例化Lib對象時是同步執(zhí)行的，在實例化完成以后就立馬發(fā)送了init事件。
而這時在外層的主程序還沒有開始執(zhí)行到lib.on("init")監(jiān)聽事件的這一步。
所以會導(dǎo)致發(fā)送事件時沒有回調(diào)，回調(diào)注冊后事件不會再次發(fā)送。

我們可以很輕松的使用process.nextTick來解決這個問題：

class Lib extends require("events").EventEmitter {
  constructor () {
    super()

    process.nextTick(_ => {
      this.emit("init")
    })

    // 同理使用其他的微任務(wù)
    // 比如Promise.resolve().then(_ => this.emit("init"))
    // 也可以實現(xiàn)相同的效果
  }
}

這樣會在主進程的代碼執(zhí)行完畢后，程序空閑時觸發(fā)Event Loop流程查找有沒有微任務(wù)，然后再發(fā)送init事件。

關(guān)于有些文章中提到的，循環(huán)調(diào)用process.nextTick會導(dǎo)致報警，后續(xù)的代碼永遠(yuǎn)不會被執(zhí)行，這是對的，參見上邊使用的雙重循環(huán)實現(xiàn)的loop即可，相當(dāng)于在每次for循環(huán)執(zhí)行中都對數(shù)組進行了push操作，這樣循環(huán)永遠(yuǎn)也不會結(jié)束

因為，async/await本質(zhì)上還是基于Promise的一些封裝，而Promise是屬于微任務(wù)的一種。所以在使用await關(guān)鍵字與Promise.then效果類似：

setTimeout(_ => console.log(4))

async function main() {
  console.log(1)
  await Promise.resolve()
  console.log(3)
}

main()

console.log(2)

async函數(shù)在await之前的代碼都是同步執(zhí)行的，可以理解為await之前的代碼屬于new Promise時傳入的代碼，await之后的所有代碼都是在Promise.then中的回調(diào)

JavaScript的代碼運行機制在網(wǎng)上有好多文章都寫，本人道行太淺，只能簡單的說一下自己對其的理解。
并沒有去生摳文檔，一步一步的列出來，像什么查看當(dāng)前棧、執(zhí)行選中的任務(wù)隊列，各種balabala。
感覺對實際寫代碼沒有太大幫助，不如簡單的入個門，掃個盲，大致了解一下這是個什么東西就好了。

推薦幾篇參閱的文章：

tasks-microtasks-queues-and-schedules

understanding-js-the-event-loop

理解Node.js里的process.nextTick()

瀏覽器中的EventLoop說明文檔

Node中的EventLoop說明文檔

requestAnimationFrame | MDN

MutationObserver | MDN

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