《大师课笔记》--事件循环

孤独的根号_
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提到事件循环就不得不从浏览器开始说起了，因为事件循环是浏览器中的一个概念。

浏览器的进程模型

进程

何为进程?程序运行需要有它自己的内存空间，可以把这块内存空间简单的理解为进程，每个应用至少有一个进程，进程之间相互独立隔离，互相不会产生影响（一个应用程序崩溃不会影响其他应用）即使需要通信也需要双方同意。

那说到进程就不得不提到线程了。

线程

有了进程就有了内存空间就可以运行程序中的代码了，线程就是用来运行代码的。一个进程至少有一个线程，所以在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，当主线程结束后整个程序也就结束了。一个进程中也可以包含多个线程，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。

说完进程和线程之后再来说下浏览器。

浏览器是一个多进程多线程的应用程序。为了避免相互影响，减少连环崩溃的几率，当浏览器启动后会自动启动多个进程，主要有浏览器进程、网络进程、渲染进程等。

  • 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： 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会相互影响。事件循环就是发生在这个阶段的！渲染进程是浏览器中最繁忙的进程。

打开谷歌浏览器中的任务管理器可以进行查看，其中当我们每打开一个标签页就相当于启动了一个渲染进程。

image.png

下面就主要说下渲染进程，要处理这么多的任务主线程遇到一个难题就是该如何调度任务？ 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，我应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，执行的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函数吗？
  • 浏览器进程通知我用户点击了按钮，与此同时某个计时器也到达了时间我应该处理哪一个呢？

此时渲染主线程就想出了一个主意来处理这个问题--排队

image.png

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（包括其他进程中的线程）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紊的持续进行下去。整个过程被称为事件循环（消息循环）

异步

代码在执行过程中可能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、setInterval
  • 网络通信完成后需要执行的任务 XHR、Fetch
  • 用户操作后需要执行的任务 addEventListener

如果让渲染主线程等待这些任务的时机到达，就会导致主线程长期处于【阻塞】的状态，从而导致浏览器【卡死】。

image.png

因此就产生了异步

image.png

使用异步的方式，渲染主线程将永远不会被阻塞。

面试题：如何理解JS的异步？

参考答案：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。但是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，就会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。 所以浏览器使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、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。当其他线程完成时，会将事先传递的回调函数包装成任务加入到消息队列的末尾排队，等待主线程调度执行。在这种异步模式下浏览器将永不阻塞，从而最大限度的保证了单线程的流畅执行。

JS为何会阻碍渲染

<body>
    <h1>点击按钮改变我！！</h1>
    <button>click</button>
</body>
<script>
    const h1 = document.getElementsByTagName("h1")[0]
    const button = document.getElementsByTagName("button")[0]

    function delay(duration) {
        const start = Date.now();
        // 做一个需要两秒的循环
        while (Date.now() - start < duration) {}
    }
    button.onclick = function () {
        h1.innerText = "更新完毕"
        delay(2000)
    }
</script>

点击按钮后会发现等待两秒后页面才会被更新，这是因为渲染主线程执行delay函数中的循环时造成的，此时并不能称之为阻塞，因为主线程一直在执行只不过执行的是一个循环任务。

任务会有优先级吗

任务并没有优先级，在消息队列中实行先进先出。但是消息队列有优先级。

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。HTML Standard

在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列：

  • 延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级「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」

总结

事件循环在W3C规范中被称为事件循环，在谷歌浏览器的源码中又叫消息循环。它是浏览器中的一个机制，浏览器是一个多进程多线程的应用程序，内部极其复杂。平时用到最多的就是浏览器进程、网络进程、渲染进程，而事件循环就是发生在渲染进程这个阶段的。渲染进程是浏览器中最繁忙的进程，每个进程都会默认开启一个主线程来执行具体的任务，渲染进程也会开启一个渲染主线程负责页面的渲染、执行html、css、js代码等。当代码中的逻辑比较复杂的时候比如...渲染主进程这时候就遇到了一个难题如何进行任务的调度，这就是事件循环产生的原因。首先渲染主进程会开启一个无限循环，每一次循环都会从消息队列中拿取任务，如果有任务就放到主线程中执行，没有的话就会进入休眠状态，当其他进程中的线程有新的任务时会将回调函数包装成任务放到消息队列中的末尾等待渲染主线程的执行，这样一来任务就可以有条不紊的持续进行下去。

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