JavaScript はシングルスレッド言語であり、一度に 1 つのタスクを実行します。ただし、イベント ループのおかげで、非同期操作を簡単に処理できます。イベント ループは JavaScript の同時実行モデルを強化する基本的な概念であり、メイン スレッドをブロックすることなく複数の操作を効率的に管理できるようになります。この記事では、JavaScript イベント ループの複雑さを探り、それがどのように機能するのか、また応答性の高い Web アプリケーションの開発にそれが重要である理由を理解します。

JavaScript イベントループとは何ですか?

イベント ループは、JavaScript が非同期操作を処理するために使用するメカニズムです。コールスタックとタスクキューを継続的にチェックし、タスクが正しい順序で実行されていることを確認します。イベント ループの主な目的は、同期コードと非同期コードの実行を管理することでアプリケーションの応答性を維持することです。

イベントループの主要コンポーネント

1.コールスタック:

コール スタックは、後入れ先出し (LIFO) 順序で関数呼び出しを追跡するデータ構造です。関数が呼び出されると、その関数はスタックに追加されます。関数の実行が完了すると、スタックから削除されます。

2.ウェブ API:

Web API は、setTimeout、HTTP リクエスト (XMLHttpRequest、Fetch API)、DOM イベントなどの非同期操作を処理するためにブラウザ (または Node.js 環境) によって提供されます。これらの API は JavaScript エンジンの外部で動作します。

3.コールバック キュー (タスク キュー):

コールバック キューは、非同期操作のコールバックを保持するデータ構造です。これらのコールバックは、コール スタックが空のときに実行されます。

4.イベントループ:

イベント ループは、コール スタックとコールバック キューを継続的に監視します。コール スタックが空の場合、キューから最初のコールバックを取得してスタックにプッシュし、実行できるようにします。

イベントループの仕組み

イベント ループを理解するために、例を見てみましょう:

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout');
}, 0);

console.log('End');

ステップバイステップの実行:

1.初期化:

console.log('Start') 関数がコール スタックにプッシュされて実行され、コンソールに Start が出力されます。その後、関数はスタックから削除されます。

2.非同期操作:

setTimeout 関数は、コールバックと 0 ミリ秒の遅延で呼び出されます。 setTimeout 関数は呼び出しスタックにプッシュされ、タイマーの設定後すぐに削除されます。コールバックは Web API に渡されます。

3.継続：

console.log('End') 関数がコール スタックにプッシュされて実行され、コンソールに End が出力されます。その後、関数はスタックから削除されます。

4.コールバックの実行:

コール スタックが空になった後、イベント ループはコールバック キューをチェックします。 setTimeout からのコールバックはコールバック キューに移動されてからコール スタックにプッシュされ、コンソールにタイムアウトが出力されます。

マイクロタスクとマクロタスク

JavaScript では、タスクはマイクロタスクとマクロタスクの 2 種類に分類されます。それらの違いを理解することは、効率的な非同期コードを作成するために非常に重要です。

1.マイクロタスク:

マイクロタスクには、Promise と MutationObserver コールバックが含まれます。これらは優先度が高く、マクロタスクの前に実行されます。各マクロタスクの後、イベント ループはマイクロタスク キューをチェックし、使用可能なすべてのマイクロタスクを実行します。

2.マクロタスク:

マクロタスクには、setTimeout、setInterval、および I/O 操作が含まれます。これらはコールバック キューに追加された順序で実行されます。

Promise を使用した例

Promise を使用した次の例を考えてみましょう:

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout');
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('Promise');
});

console.log('End');

ステップバイステップの実行:

1.初期化:

console.log('Start') は Start.
を出力します。 setTimeout は、0ms の遅延でマクロタスクをスケジュールします。
Promise.resolve().then() はマイクロタスクをスケジュールします。
console.log('End') は End.

2.マイクロタスクの実行:

マイクロタスクキューがチェックされ、Promise コールバックが実行され、Promise が出力されます。

3.マクロタスクの実行:

マクロタスク キューがチェックされ、setTimeout コールバックが実行され、タイムアウトが出力されます。

イベント ループを使用するためのベスト プラクティス

1.メインスレッドのブロックを避ける:

Web ワーカーで負荷の高い計算を実行するか、非同期パターンを使用してメインスレッドの応答性を維持します。

2. Promise と Async/Await を使用する:

Promise と async/await により、非同期操作の処理が容易になり、コードの可読性が向上します。

3.タスクの優先順位を理解する:

より予測可能で効率的なコードを作成するには、マイクロタスクとマクロタスクの違いに注意してください。

結論

JavaScript イベント ループは、シングルスレッド環境で非同期プログラミングを可能にする強力なメカニズムです。イベント ループがどのように機能するかを理解することで、より効率的で応答性の高い Web アプリケーションを作成できます。 Promise、async/await、Web ワーカーを忘れずに活用して非同期タスクを効果的に管理し、スムーズでシームレスなユーザー エクスペリエンスを確保してください。