面试题：JavaScript事件循环与异步操作的深入理解

Question

假设你有一段代码包含多个异步操作，如setTimeout、Promise、async/await，解释在事件循环机制下它们的执行流程，同时说明如果有多个微任务和宏任务嵌套，如何准确预测最终的输出结果。

Answer 1

事件循环机制下异步操作执行流程

1. 宏任务队列与微任务队列：JavaScript 运行环境有一个事件循环（Event Loop），它会不断检查调用栈是否为空。当调用栈为空时，会从宏任务队列中取出一个任务放入调用栈执行。宏任务包括 setTimeout、setInterval、setImmediate（Node.js 环境）、I/O 操作、UI 渲染等。而微任务队列会在当前宏任务执行完，且调用栈再次为空时，被事件循环处理。微任务包括 Promise.then、process.nextTick（Node.js 环境）、MutationObserver 等。
2. setTimeout 执行流程：setTimeout 会将其回调函数放入宏任务队列。当设定的延迟时间到达后，回调函数就会进入宏任务队列等待执行。只有当调用栈为空，事件循环从宏任务队列中取出该任务放入调用栈，才会执行 setTimeout 的回调。
3. Promise 执行流程：Promise 构造函数内的代码是同步执行的。当 Promise 状态改变（resolve 或 reject）时，.then 或 .catch 中的回调函数会被放入微任务队列。在当前宏任务执行完，调用栈为空时，事件循环会处理微任务队列，依次执行这些微任务。
4. async/await 执行流程：async 函数返回一个 Promise。await 关键字只能在 async 函数内部使用，它会暂停 async 函数的执行，等待 Promise 被解决（resolved 或 rejected）。await 后的 Promise 解决后，await 表达式的值就是该 Promise 的解决值。await 之后的代码会被包装成微任务放入微任务队列。

多个微任务和宏任务嵌套时预测输出结果

1. 宏任务优先：首先执行同步代码，同步代码执行完后，事件循环开始处理宏任务队列。每次从宏任务队列取出一个宏任务执行，直到宏任务执行完且调用栈为空。
2. 微任务紧跟宏任务：在一个宏任务执行完且调用栈为空后，事件循环会处理微任务队列，将微任务队列中的所有任务依次执行完，才会再次从宏任务队列中取出任务。
3. 嵌套情况分析：
   • 当遇到多层 setTimeout 嵌套时，它们会按照设定的延迟时间依次进入宏任务队列。较早到期的 setTimeout 回调先进入宏任务队列，先被执行。
   • 对于 Promise 嵌套，如果内层 Promise 的 .then 回调中又创建了新的 Promise，新的 Promise 的 .then 回调依然会被放入微任务队列。但要注意，外层 Promise 的 .then 回调会在内层 Promise 解决后，先于新创建 Promise 的 .then 回调执行（因为微任务队列是先进先出）。
   • 在 async/await 嵌套中，内层 async 函数中的 await 会暂停内层函数执行，外层 async 函数也会暂停，直到内层 await 的 Promise 解决。内层 await 后的代码作为微任务处理，外层 await 后的代码同样作为微任务，且外层 await 后的微任务会在内层 await 后的微任务执行完后执行（因为微任务队列先进先出）。

通过明确宏任务和微任务的执行顺序，以及各种异步操作在事件循环中的处理方式，就可以准确预测最终的输出结果。