摘要

本文先阐述 async/await 与普通函数的区别，包括返回值和异常处理，再介绍操作系统的进程与线程概念，然后讲述浏览器中的 JavaScript 线程和事件循环，区分宏任务与微任务队列，最后通过 Promise 执行面试题巩固知识，并提及 Node 事件循环的相关内容。

一、async/await 相关内容

1. async 函数与普通函数的区别

• 函数声明方式：async 函数有三种基础写法，分别是async function、箭头函数前加async、类中的方法加async。它和生成器函数写法有相似之处，但async位置不同。
• 执行方式：
  • 起初推测async函数要么无法正常执行，要么函数体内内容异步，但实际代码测试发现和普通函数调用一样，函数体内容按顺序执行。
  • 返回值区别：
    • async函数返回值是一个封装后的Promise，这是与普通函数的重要区别之一。
    • 当返回普通值时，相当于被包裹到Promise.resolve中；返回Promise时，状态由Promise决定；返回对象且实现了thenable，由对象的then方法决定。
  • 异常处理区别：普通函数抛出异常直接输出堆栈跟踪错误信息且不再执行，而async异步函数异常会进行Promise.reject(error)操作，可被Promise的catch方法捕获。

2. async 函数中的关键字 await

• 作用及特性：await只能在async异步函数内使用，其功能类似生成器函数中的yield，意为等待异步操作（通常是Promise）完成。它会暂停函数执行，直到Promise变为fulfilled状态才继续，并且直接将Promise的结果作为返回值，形成同步代码视觉效果。
• 返回值情况：await后面可跟任意值、异步的Promise或者Thenable对象。若Promise正常返回则获取处理结果，若为reject状态则作为函数Promise的reject值；若等待的值不满足thenable，则返回表达式本身的值。
• 具体示例：如async函数中的await后面跟网络请求（返回Promise），以及跟普通值、Thenable对象等不同情况的示例展示了其返回值特点。

二、操作系统的进程与线程概念

1. 进程与线程的基本概念

• 进程：计算机已运行的程序，是操作系统管理程序的一种方式，启动一个应用程序可能会启动一个或多个进程。
• 线程：操作系统能够运行运算调度的最小单位，通常包含在进程中。进程像是线程的容器，每个进程至少有一个线程（主线程）来执行程序代码。
• 二者区别：进程负责资源初步分配，资源都在进程身上，所以进程较重，切换开销大；线程基本不拥有资源，只具备运行所需的部分，与同一进程下的其他线程共享进程资源，所以线程很轻，切换开销小。

2. 操作系统的工作方式

• 操作系统通过 CPU 在多个进程间快速切换，让多个进程看似同时工作。当进程中的线程获取到时间片（CPU 资源运行时间）时，就可以执行代码，用户感受不到这种切换。

三、浏览器中的 JavaScript 线程和事件循环

1. 浏览器中的 JavaScript 线程

• 多数浏览器是多进程的，打开一个 tab 页面会开启一个新进程，每个进程有很多线程，其中包括执行 JavaScript 代码的线程。JavaScript 代码在单独线程执行，同一时刻只能做一件事，耗时操作不由 JavaScript 线程执行（如网络请求、定时器等由浏览器其他线程完成），JavaScript 线程专注于代码运行。

2. 事件循环

• 认识事件循环：
  • 完整流程包括执行代码脚本、栈操作（同步代码）、推送耗时操作给浏览器其余线程、推送到事件队列、任务处理（宏微任务），并且 4 与 5 循环重复以保持应用持续响应外部事件。
  • 例如setTimeout函数本身是同步函数，其回调函数是异步的，会被传给浏览器其他线程计时，计时结束后交回给 JS 线程执行。
• 宏任务与微任务：
  • 队列区分：事件队列可细分为宏任务队列（如ajax、setTimeout、setInterval、DOM监听、UI Rendering等）和微任务队列（如Promise的then回调、Mutation Observer API、queueMicrotask()等）。
  • 区分意义：细分为两个队列可优先处理更紧急操作，提高应用响应性避免界面阻塞。宏任务执行前要确保微任务队列已清空。

四、Promise 执行面试题

1. 面试题一

• 存在多种类型代码（定时器、Promise、queueMicrotask、main script代码）交缠的情况，根据代码类型确定优先度执行顺序为同步代码执行、微任务执行、宏任务执行。
• 其中定时器是宏任务，Promise的then方法和queueMicrotask是微任务，main script是同步代码。并且对于复杂的宏任务内嵌套微任务的情况，要遵循宏微任务基本规范（执行宏任务之前，所有微任务必须清空）来确定执行顺序。

2. 面试题二

• 涉及async/await的题目，async函数中await之外的内容为同步代码，await返回的结果是Promise（归属于微任务队列）。
• 根据执行顺序进行基础排序，同步代码先执行，然后是微任务代码，最后是宏任务代码。要注意await在async函数中的暂停效果以及后续代码的归属队列情况。

3. 面试题三

• 本题考察对Promise状态调度的熟悉程度，存在多种容易出错的情况。
• 看似简单按顺序排列的结果是错误的，需要深入分析Promise链的执行情况，如Promise.resolve的简写形式对执行顺序的影响，返回不同类型值（普通值、thenable、Promise）时then方法的执行顺序变化，这涉及到微任务队列的特性以及同步代码与微任务的交互情况。

4. 宏任务执行顺序示例

• 以两个script标签中的宏任务和定时器宏任务为例，宏任务会先整体 push 到宏任务事件队列中，执行顺序不是按照简单的嵌套顺序，而是有其特定的规则，体现了宏任务与微任务的不同特点。

五、Node 事件循环

1. Node 事件循环的阶段

• 在 Node 进程中，JS线程执行JS代码，耗时操作交给 Node 中的其他线程，结束后加入队列，JS引擎从队列获取内容。
• 一次完整的事件循环Tick分成多个阶段，包括定时器、待定回调、idle和prepare、轮询、检测、关闭的回调函数等阶段，JS线程挨个在队列中找内容执行，执行完所有队列后一次Tick结束并不断循环。

2. Node 的宏任务与微任务

• Node 的事件循环也分微任务和宏任务，宏任务包含setTimeout、setInterval、IO事件、setImmediate、close事件等；微任务包含Promise的then回调、process.nextTick、queueMicrotask。
• Node 中的事件循环不只是微任务队列和宏任务队列，还包含不同功能的多个队列用于处理不同类型的任务。