浏览器事件循环

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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,可以把这块内存空间简单理解为进程

内存空间.png

何为线程?

有了进程后,就可以运行程序中的代码了。

运行代码的【人】就是线程。

一个进程中至少有一个线程,所以在程序启动后会自动创建一个线程来运行代码,该线程称之为主线程。

如果一个程序需要同时运行多块代码,那么主线程就会开辟另外的子线程来执行代码,所以一个进程中可以包含多个线程。

未命名绘图-第 5 页.drawio.png

浏览器有哪些进程和线程?

浏览器是一个多进程、多线程的程序。

浏览器内部工作及其复杂。

为避免相互影响,减少连续崩溃的几率,当启动浏览器后,它会自动启用多个进程。

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其中,最主要的进程有:

  1. 浏览器进程 主要负责界面展示、用户交互、子进程管理等。浏览器进程内部会启动多个线程来处理不同的任务。
  2. 网络进程 负责加载网络资源。网络进程内部也会启动多个线程来处理不同的网络任务。
  3. 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,浏览器会为每一个标签启动一个新的渲染进程,以保证不同标签页之间互不干扰。

浏览器的渲染主线程是如何工作的

  • 解析HTML(生成DOM)

  • 解析CSS(生成CSSOM)

  • 计算样式

  • 布局

  • 绘制

  • 合成

  • 每秒把页面画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

    ......

详细资料可参考:浏览器的工作原理

思考题:为什么渲染进程不使用多个线程来处理这些事情?

要处理这么多的任务,渲染主线程遇到一个前所未有的问题:如何调度任务? 比如:

  • 我正在执行一个JS代码,执行到一半的时候用户点击了按钮,我该立即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,我该立即执行计时器的回调函数吗?

  • 用户点击了按钮,计时器同时也到达了时间,我应该处理哪一个?

    ...... 浏览器采用了一个绝妙的方式来处理这个问题,排队:

事件循环.drawio.png

  1. 在最开始的时候,渲染主线程会进入一个无限循环
  2. 每一次循环的时候,都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,执行之后进行下一次的循环。否则就进入休眠状态。
  3. 其他所有进程(包括其他进程的线程)可以随时向消息队列添加任务,新任务会添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,则会将其唤醒以继续循环拿取任务。

这样一来,就可以让每个任务有条不紊、持续的进行下去了。

整个过程称之为事件循环

若干问题

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,例如:

  • 计时完成后需要执行的任务 -- setTimeout、setInterval
  • 网络通信完成后需要执行的任务 -- XHR、Fetch
  • 用户交互后需要执行的任务 -- addEventListener

如果让渲染主线程等待这些任务的时间到达,就会导致主线程长时间处于 ⌈阻塞⌋ 状态,从而导致浏览器 ⌈卡死⌋。

计时器阻塞.drawio (1).png

主线程承担着及其重要的工作,无论如何都不能阻塞!

因此,浏览器选择异步来解决这个问题。

计时器-异步.drawio.png

使用异步的方式,渲染主线程永不阻塞

JS会阻碍渲染吗?

因为JS和浏览器的渲染都在渲染主线程上,所以会阻碍渲染。

任务有优先级吗

任务没有优先级,在消息队列中先进先出

但消息队列是有优先级的

根据W3C最新解释:

  • 每一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,不同类型的任务可以分属于不同的队列。 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:用于计时器完成之后的回调任务,优先级
  • 交互队列:用于存放用户交互后产生的事件处理任务,优先级
  • 微队列:用于存放需最快处理的任务,优先级 最高

目前添加任务到微队列的主要方式是使用 Promise、MutationObserver

例如:

// 立即把一个函数添加到微队列
Promise.resolve().then(fn)

提问:JS中的计时器能做到精准计时吗?