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：

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。
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。
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

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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：

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。

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。

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。

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。

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。

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

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在最开始的时候，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。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。
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 lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>JS为何会阻碍渲染那</title>
</head>

<body>
    <H1>Mr.Duan is awesome!</H1>
    <button>change</button>

    <script>
        let h1 = document.querySelector('h1');
        let btn = document.querySelector('button');

        // 死循环指定时间
        function delay(duration) {
            let start = Date.now();
            while (Date.now() - start < duration) {
            }
        }
        btn.onclick = function () {
            h1.textContent = '段金成真帅';
            delay(3000);
        };

    </script>
</body>

</html>

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：
// 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

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);

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] 】
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] 】
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] 】
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] 】
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
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] 】
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
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 [] 】
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
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 [] 】
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 [] 】
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
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：

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。

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。

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。

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。

JavaScript事件循环