浏览器的进程模型
何为进程?
程序运行需要有他自己专属的内存空间,可以把这个内存空间简单的理解为进程。
(每一个一级框代表一个应用 类似QQ/微信/王者)
每个应用至少有一个进程,进程之间相互独立,即使要通信也要双方同意
何为线程?
有了进程后,就可以运行代码,运行代码的[人]称为[线程] 一个进程至少有一个线程,所以在进程创建后会自动创建一个线程来运行代码,该线程程为主线程。如果程序需要同时执行多代码块,主线程就会启动更多的线程来执行代码,所以一个进程中有多个线程
浏览器有哪些进程和线程
浏览器是一个多进程多线程的应用程序
浏览器内部工作极其复杂
为了避免相互影响,为了减少连环崩溃的几率,当启动浏览器后他会自动启动多个进程
- 浏览器进程: 主要负责界面显示,用户交互,子进程管理,浏览器进程内部会启动多个线程处理不同的任务
- 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处理不同的任务
- 渲染进程:
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,以保证不同标签页不相互影响。
渲染主线程是如何工作的
渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程,需要他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
- 每秒把页面画60次(FPS)
- 执行
JS代码 - 执行事件处理函数
- 执行计时器的回调函数
- ......
思考:为什么渲染进程不适用多个线程来处理这些事呢?
要处理这么多任务,主线程是怎么调度任务的呢 比如:
- 我这正在执行一个
js函数,执行到一半的时候用户点击了按钮,我该立刻去执行点击事件的处理函数吗? - 我在执行一个
js函数,执行到一半的时候某个计时器到了时间,我该立刻去执行它的回调吗? - 浏览器进程通知我‘用户点击了按钮’,于此同时 计时器也到时间了,是先执行哪个呢
- .....
浏览器想了一个绝妙的主意:排队
- 最开始的时候,渲染主线程会进入一个无限循环;
- 每一次循环会检查消息队列中是否有任务存在,有就取出第一个任务执行,执行完之后进行下一次循环;没有就进入休眠状态;
- 其他所有线程(包括其他进程里面的线程),可以随时向消息队列里面添加任务,新任务会加到消息队列的末尾,再添加新任务时,如果主线程是休眠状态,则会唤醒以继续拿取任务;
以上整个过程就称为事件循环。
若干解释
01 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
- 计时完成需要执行的任务
setTimeoutsetInterval - 网络通信完成后需要执行的任务
XHRFetch - 用户操作后需要执行的任务
addEventListener
如果让主线程等待这些任务的时机到达就会导致主线程长期处于[阻塞]状态,从而导致浏览器卡死。
渲染主线程承担者极其重要的作用,无论如何都不能阻塞
思考: 如何理解
js异步?
js是一门单线程语言,这是因为它运行在浏览器的主线程中,而主线程只有一个。而渲染主线程承担着诸多任务,渲染页面/执行
js/都砸其中执行。如果使用同步的方式,就很有可能导致主线程阻塞,从而导致消息队列中的很多其他任务都无法得到执行,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行,给用户造成卡死的现象。
因此浏览器采用异步的方式来避免。具体的做法是当某些任务发生时,比如计时器,网络,事件监听,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,转而执行后续代码,当其他主线程完成时,将事先传递的回调函数包装成任务,加入到消息队末尾,等待主线程调度执行。在这种异步的模式下,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。
02 JS为何为阻塞页面渲染
03 任务有优先级吗?
任务是没有优先级,在消息队列中先进先出,消息队列有优先级。
根据W3C 的最新解释:
- 每个任务都有一个任务类型,同一个类型的任务队列必须在一个队列,不同类型的任务可以分属不同的队列,在每一次事件循环中,浏览器可以根据实际情况从不同的任务队列中取出任务执行。
- 浏览器必须准备一个微队列,微队列中的任务优先于所有其他任务执行。
随着浏览器的复杂度急剧提升 W3C不再使用宏队列的说法
在目前Chorme 的实现中,至少包含了以下队列:
-
延时队列:用于存放计时器到达后的回调任务,优先级中「中」;
-
交互队列:用于存放用户操作后产生的事件处理任务,优先级「高」;
-
微队列:用户存放需要最快执行的任务,优先级,「最高」;
添加到微队列的主要是方式是使用
PromiseMutationObserver例如:立即把函数添加到微队列
Promise.resolve().then(fn)
锻炼下吧:
function delay(duration) {
var start = Date.now();
//死循环的时间
while (Date.now - start < duration) {}
}
setTimeout(function () {
console.log("1");
}, 0);
delay(1000);
console.log("2");
// 2,1
setTimeout(function () {
console.log("1");
}, 0);
Promise.resolve().then(function(){
console.log('2)
});
console.log("3");
// 3,2,1
function a () {
console.log(1);
Promise.resolve().then(function(){
console.log(2)
})
}
setTimeout(function () {
console.log(3);
Promise.resolve().then(a)
},0)
Promise.resolve().then(function(){
console.log(4)
})
console.log(5)
// 5,4,3,1,2
js事件循环简述:
事件循环又叫消息循环(官方叫
event loop浏览器的内部实现叫message loop),是浏览器渲染主线程的工作方式。在chrome 的源码,它开启了一个不会结束的
for循环,每次循环都从消息队列中取出第一个任务执行,而其他线程只需要在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的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叫灵活多变的处理方式 根据W3c的官方解释,每个任务有不同的任务类型,同类型的任务必须放在一个消息队列中,不同的任务可以术语不同的队列,不同的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哪一个队列的任务,但浏览器必须有一个微队列,微队列的任务一定具有最高优先级,必须优先调度执行。
JS中计时器能做到精准计时吗? 不行
-
计算机硬件没有原子钟,无法做到精准计时。
-
操作系统的计时函数本身就有少量的偏差,由于
JS的计算器最终调用的是操作系统函数,也就携带了这些偏差。 -
按照
W3C的标准,浏览器实现计时器时,如果嵌套层级超过五层,则会带有四毫秒的最少时间,这样在计时时间少于4毫秒时又带来了偏差。 -
受事件循环的影响,计时器的回调函数只能在主线程空闲时执行,又会带来偏差。