JavaScript的运行机制

什么是进程

CPU是计算机的核心，承担所有的计算任务。

官网说法，进程是CPU资源分配的最小单位。

字面意思就是进行中的程序，我将它理解为一个可以独立运行且拥有自己的资源空间的任务程序，进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。

CPU可以有很多进程，我们的电脑每打开一个软件就会产生一个或多个进程，为什么电脑运行的软件多就会卡，是因为CPU给每个进程分配资源空间，但是一个CPU一共就那么多资源，分出去越多，越卡，每个进程之间是相互独立的，CPU在运行一个进程时，其他的进程处于非运行状态，CPU使用时间片轮转调度算法来实现同时运行多个进程。

什么是线程

线程是CPU调度的最小单位。

线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位，通俗点解释线程就是程序中的一个执行流，一个进程可以有多个线程。

一个进程中只有一个执行流称作单线程，即程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行。

一个进程中有多个执行流称作多线程，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务， 也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

进程和线程的区别

进程是操作系统分配资源的最小单位，线程是程序执行的最小单位。

一个进程由一个或多个线程组成，线程可以理解为是一个进程中代码的不同执行路线。

进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号)。调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

多进程和多线程

多进程：多进程指的是在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态。多进程带来的好处是明显的，比如大家可以在网易云听歌的同时打开编辑器敲代码，编辑器和网易云的进程之间不会相互干扰；

多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务；

JS为什么是单线程

JS的单线程，与它的用途有关。

作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

还有人说JavaScript还有Worker线程，对的，为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程是完全受主线程控制的，而且不得操作DOM。

所以，这个标准并没有改变JavaScript是单线程的本质。但是这并不意味着单线程就是阻塞，而实现单线程非阻塞的方法就是事件循环

浏览器

拿Chrome来说，我们每打开一个Tab页就会产生一个进程。

1. 浏览器包含哪些进程

1.1Browser进程

• 浏览器的主进程(负责协调、主控)，该进程只有一个；
• 负责浏览器界面显示，与用户交互。如前进，后退等；
• 负责各个页面的管理，创建和销毁其他进程；
• 将渲染(Renderer)进程得到的内存中的Bitmap(位图)，绘制到用户界面上；
• 网络资源的管理，下载等；

2. 第三方插件进程

• 每种类型的插件对应一个进程，当使用该插件时才创建；

3. GPU进程

• 该进程也只有一个，用于3D绘制等等；

4. 渲染进程

• 即通常所说的浏览器内核(Renderer进程，内部是多线程)；
• 每个Tab页面都有一个渲染进程，互不影响；
• 主要作用为页面渲染，脚本执行，事件处理等；

2. 为什么浏览器要多进程?

假设浏览器是单进程，那么某个Tab页崩溃了，就影响了整个浏览器，体验有多差？同理如果插件崩溃了也会影响整个浏览器。

3. 渲染进程

页面的渲染，JS的执行，事件的循环，都在渲染进程内执行，所以我们要重点了解渲染进程,渲染进程是多线程的，看渲染进程的一些常用较为主要的线程：

3.1. GUI渲染线程

1. 负责渲染浏览器界面，解析HTML，CSS，构建DOM树和RenderObject树，布局和绘制等；

   • 解析html代码(HTML代码本质是字符串)转化为浏览器认识的节点，生成DOM树，也就是DOM Tree；
   • 解析css，生成CSSOM(CSS规则树)；
   • 把DOM Tree 和CSSOM结合，生成Rendering Tree(渲染树)；

2. 当我们修改了一些元素的颜色或者背景色，页面就会重绘(Repaint)；

3. 当我们修改元素的尺寸，页面就会回流(Reflow)；

4. 当页面需要重绘(Repaint)和回流(Reflow)时GUI线程执行，绘制页面；

5. 回流(Reflow)比重绘(Repaint)的成本要高，我们要尽量避免Reflow和Repaint；

6. GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的：

   • 当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了)；
   • GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行；

3.2. JS引擎线程

1. JS引擎线程就是JS内核，负责处理Javascript脚本程序(例如V8引擎)；

2. JS引擎线程负责解析Javascript脚本，运行代码；

3. JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理：

   • 浏览器同时只能有一个JS引擎线程在运行JS程序，所以js是单线程运行的；
   • 一个Tab页(renderer进程)中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序；

4. GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的，js引擎线程会阻塞GUI渲染线程

   • 就是我们常遇到的JS执行时间过长，造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞(就是加载慢)；
   • 例如浏览器渲染的时候遇到<script>标签，就会停止GUI的渲染，然后js引擎线程开始工作，执行里面的js代码，等js执行完毕，js引擎线程停止工作，GUI继续渲染下面的内容。所以如果js执行时间太长就会造成页面卡顿的情况；（所以有了 defer 和 async 标签）

3.3 事件触发线程

1. 属于浏览器而不是JS引擎，用来控制事件循环，并且管理着一个事件队列(task queue)；

2. 当js执行碰到事件绑定和一些异步操作(如setTimeOut，也可来自浏览器内核的其他线程，如鼠标点击、AJAX异步请求等)，会走事件触发线程将对应的事件添加到对应的线程中(比如定时器操作，便把定时器事件添加到定时器线程)，等异步事件有了结果，便把他们的回调操作添加到事件队列，等待js引擎线程空闲时来处理；

3. 当对应的事件符合触发条件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理；

4. 因为JS是单线程，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理；

3.4 定时触发器线程

1. setInterval与setTimeout所在线程；

2. 浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的(因为JavaScript引擎是单线程的，如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确)；

3. 通过单独线程来计时并触发定时(计时完毕后，添加到事件触发线程的事件队列中，等待JS引擎空闲后执行)，这个线程就是定时触发器线程，也叫定时器线程；

4. W3C在HTML标准中规定，规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms；

3.5 异步http请求线程

1. 在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求；

2. 将检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中再由JavaScript引擎执行；

3. 简单说就是当执行到一个http异步请求时，就把异步请求事件添加到异步请求线程，等收到响应(准确来说应该是http状态变化)，再把回调函数添加到事件队列，等待js引擎线程来执行；

JS事件循环(Event Loop)

首先，JavaScript是一门单线程的语言，意味着同一时间内只能做一件事，但是这并不意味着单线程就是阻塞，而实现单线程非阻塞的方法就是事件循环。

JS事件循环(Event Loop)

Promise & async/aweait的事件循环

Promise & async/aweait的事件循环