--- highlight: a11y-light theme: github --- # 事件循环 ## 浏览器的进程模型 ### 何为进程？程序运行需要有它自己专属的内存空间，可以把这快内存空间简单的理解为进程每个应用至少有一个进程，进程之间相互独立，即使要通信，也需要双方同意。 ### 何为线程？有了进程后，就可以运行代码了。运行代码的【人】称之为【线程】一个进程至少有一个线程，所以进程开启后会自动创建一个线程来运行代码，该线程称之为主线程。（如果主线程结束了，整个程序就结束了）如果程序需要同时执行多块代码，主线程就会启动更多的线程来执行代码，所以一个进程中可以包含多个线程。 ### 浏览器有哪些进程和线程？ > 可以在浏览器的任务管理器中查看当前的所以进程其中最主要的进程有： 1. 浏览器进程：主要负责界面显示、用户交互、子进程管理等。浏览器进程内部会启动多个线程处理不同的任务。 2. 网络进程：负责加载网络资源。网络进程内部会启动多个线程来处理不同的网络任务。 3. **渲染进程：**(本节课重点讲解的进程) 渲染进程启动后，会开启一个**渲染主线程**，主线程负责执行 HTML、CSS、JS 代码。默认情况下，浏览器会为每个标签页开启一个新的渲染进程，以保证不同的标签页之间不相互影响。 > 将来该默认模式可能会有所改变，有兴趣的同学可以参见 [chrome官方说明文档](https://developers.google.cn/workspace?hl=zh-cn) ![image-20240124135121630转存失败，建议直接上传图片文件](D:/OneDrive/学习笔记/前端/渡一大师课.assets/image-20240124135121630.png) ## 渲染主线程是如果工作的？渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程，需要它处理的任务包括但不限于： * 解析 HTML * 解析 CSS * 计算样式 * 布局 * 处理图层 * 每秒吧页面画 60 次 * 执行全局 JS 代码 * 执行事件处理函数 * 执行计时器的回调函数 * …… > 思考题：为什么渲染进程不使用多个线程处理这些事情？ > > 答案： > > 1. **竞态条件和数据一致性**：多线程处理可能导致访问共享内存的竞态条件，这可能导致数据不一致和其他问题。例如，在渲染过程中，如果多个线程同时修改同一个数据，就可能出现竞争条件，导致数据不一致或程序崩溃。 > 2. **同步问题**：为了防止数据竞争和死锁，多线程需要进行同步，这会增加代码的复杂度和开销。在渲染过程中，需要确保所有线程都正确、同步地处理数据，这可能需要复杂的同步机制和代码。 > 3. **安全问题**：多线程可能带来安全漏洞，如数据泄露、内存溢出等问题。因此，需要特别注意线程安全，以确保在处理敏感数据时不会发生安全问题。 > 4. **性能问题**：多线程可能导致过多的上下文切换和内存消耗，从而降低程序的性能和稳定性。此外，多线程之间的通信和同步可能导致额外的性能开销。 > 5. **特定任务的处理**：在渲染进程中，一些操作需要修改DOM树、样式表等，这些操作如果使用多线程可能会导致竞争条件。例如，HTML解析器在构建DOM时遇到JavaScript代码，需要暂停构建DOM并将控制权移交给JavaScript引擎。这意味着在渲染过程中，某些任务需要单线程执行以确保正确的处理顺序和结果。 > 6. **复杂性增加**：多线程编程增加了程序的复杂性和调试难度。需要处理线程间的同步、通信和死锁等问题，这可能会增加开发时间和错误的可能性。要处理这么多的任务，主线程遇到了一个前所未有的难题：如何调度任务？比如： * 我正在执行一个 JS 函数，执行到一半的时候用户点击了按钮，我该立即去执行点击事件的处理函数吗？ * 我正在执行一个 JS 函数，执行到一半的时候某个计时器到达了时间，我该立即去执行它的回调吗？ * 浏览器进程通知我 "用户点击了按钮"，与此同时，某个计时器到达了时间，我已处理哪一个呢？ * …… 主线程想出了一个绝妙的主意来处理这个问题：排队 ![image-20240124142814902转存失败，建议直接上传图片文件](D:/OneDrive/学习笔记/前端/渡一大师课.assets/image-20240124142814902.png) 1. 在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无限循环 2. 每一次循环会检查消息队列中是否有任务存在。如果有，就取出第一个任务执行，执行完一个后进入下一次循环；如果没有，则进入休眠状态。 3. 其他所有线程（包括其他进程的线程）可以随时向消息队列添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时，如果主线程是休眠状态，则会将其唤醒继续循环拿取任务这样一来，就可以让每个任务有条不絮的，持续的进行下去了。 **整个过程，被称之为事件循环（消息循环）** ## 若干解释 ### 何为异步代码在执行过程中，会遇到一些无法立即处理的任务，比如： * 计时完成后需要执行的任务 -- `setTimeout`、`setIntrval` * 网络通信完成后需要执行的任务 -- `XHR`、`Fetch` * 用户操作后执行的任务 -- `addEventListener` 如果让渲染主线程等待这些任务的时机达到，就会导致主线程长期处于【阻塞】的状态，从二导致浏览器【卡死】 **主线程承担着极其重要的工作，无论如如何都不能阻塞！** 因此，浏览器选择异步来解决这个问题 > 面试题：如果理解 JS 的异步 > > 参考答案： > > 单线程是异步产生的原因，事件循环是异步的实现方式。 > > JS是一门单线程的语言，这是因为它运行在浏览器的渲染主线程中，而渲染主线程只有一个。 > > 而渲染主线程承担着诸多的工作，渲染页面，执行JS都在其中运行。 > > 如果使用同步的方式，就极有可能导致主线程产生阻塞，从而导致消息队列中的很多其他任务无法得到执行。这样一来，一方面会导致繁忙的主线程白白的消耗时间，另一方面导致页面无法及时更新，给用户造成卡死现象。 > > 所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法是当某些任务发生时，比如计时器，网络，时间监听，主线程将任务交给其他线程去处理，自身立即结束任务的执行，转而执行后续任务。当其他线程完成时，将实现传递的回调函数包装成任务，加入到消息队列的末尾派对，等待主线程调度执行。 > > 在这种异步模式下，浏览器永不阻塞，从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。 ### JS为何会阻碍渲染那先看代码 ```html JS为何会阻碍渲染那

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``` ### 任务有优先级吗？任务没有优先级，但消息队列是有优先级的根据 W3C 的解释： * 每个任务都有一个任务类型，同一个类型的任务必须在一个队列。在一次事件循环中，浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。 * 浏览器必须准备好一个微队列，微队列中的任务优先所有其他任务执行。在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列： * 延时队列：用于存方计时器到达后的回调任务，优先级【中】 * 交互队列：用于存方用户操作后产生的事件处理任务，优先级【高】 * 微队列：用户存方需要最快执行的任务，优先级【最高】 > 添加任务到微队列的主要方式是使用 Promise、MutationObserver > > 例如： > > ```js > // 立即把一个函数添加到微队列 > Promise.resolve().then(函数) > ``` > 浏览器还有很多其他的队列，由于和我们开发关系不大，不做考虑练习 ```js function a() { console.log(1); Promise.resolve().then(function () { console.log(2); }) } setTimeout(() => { console.log(3); Promise.resolve().then(a); }, 0); Promise.resolve().then(function () { console.log(4); }) console.log(5); ``` 1. 渲染主线程开始执行上述JS代码。【渲染主线程\[上述js]，微队列 \[空] ，交互队列 \[空] ，延时队列 \[空] 】 2. 遇到函数 a 先把函数a加载到浏览器内存中。【渲染主线程\[上述js]，微队列 \[空] ，交互队列 \[空] ，延时队列 \[空] 】 3. 第 8 行时把 setTimeout() 方法，给延时队列。【渲染主线程\[上述js]，微队列 \[空] ，交互队列 \[空] ，延时队列 \[tim1] 】 4. 第 13 行时，把匿名函数`fn`，给微队列。【渲染主线程\[上述js]，微队列 \[fn] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[tim1] 】 5. 第 17 行时，控值台打印`5`。至此一次事件循环结束。【渲染主线程\[]，微队列 \[fn] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[tim1] 】：`5` 6. 渲染主线程开始第二次 **事件循环** 渲染主线程先去执行微队列的任务，匿名函数`fn`。【渲染主线程\[fn]，微队列 \[] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[tim1] 】 7. 控值台打印`4`,第二次 **事件循环** 结束。渲染主线程\[]，微队列 \[] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[tim1] 】：`4` 8. 渲染主线程开始第三次 **事件循环**，微队列和交互队列都没有任务，执行延时队列的任务`tim1`。【渲染主线程\[tim1]，微队列 \[] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[] 】 9. 控值台打印 `3` 执行第 10 行代码时把函数`a` 给微队列，第三次**事件循环**结束【渲染主线程\[]，微队列 \[a] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[] 】:`3` 10. 第四次 **事件循环** 开始，执行微队列中任务`函数a`【渲染主线程\[a]，微队列 \[] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[] 】 11. 第2行控值台打印`1`, 第3行把一个匿名函数`fn`给微队列，第四次 **事件循环**结束【渲染主线程\[]，微队列 \[fn] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[] 】 12. 第五次 **事件循环** 开始，执行微队列中的任务`fn` 控值台打印`2`。【渲染主线程\[fn]，微队列 \[] ，交互队列 \[] ，延时队列 \[] 】\`：2 13. 第五次 **事件循环** 结束，消息队列中没有任务，渲染主线程进入休眠。 > 面试题：阐述一下 JS 的事件循环 > > 参考答案： > > 事件循环是浏览器渲染主线程的工作方式。 > > 在 Chrome 的源码中，它会开启一个没有结束条件的for循环，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要再合适的时候将任务加入到队列末尾即可。 > > 过去把消息队列简单分为宏队列和微队列，这种说法目前已经无法满足复杂的浏览器环境，取而代之的是一种更灵活多变的处理方式。 > > 更具 W3C 官方解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同一个队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，由浏览器自行决定取那一个队列的任务，但是浏览器必须有一个微队列，微队列的任务一定具有最高的优先级，必须优先调度执行。 > 面试题：JS中的计时器能做到精确计时吗？为什么？ > > 参考答案： > > 不行，因为： > > 1. 计算机内部的计时器为石英钟，它不够精确，存在过快或者过慢的问题，这主要取决于机器的温度。 > 2. 操作系统的计时函数本身就有少量偏差，由于 JS 的计时器最终调用的是操作系统的函数，也就携带了这些偏差。 > 3. 按照 W3C 的标准，浏览器实现计时器时，如果嵌套超过 5 层，则会带有 4 毫秒的计时时间，在计时器时间少于 4 毫秒时又带来了变差。 > 4. 受时间循环的影响，计时器的回调函数只能在渲染主线程空闲时运行，因此又带来了偏差。