如何理解事件循环？

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什么是事件循环？

在了解事件循环的前提下，我们要知道浏览器的的工作原理,浏览器的内部包含许多的进程，例如网络进程，浏览器进程，渲染进程等等。我们主要讲的就是渲染进程里面的渲染主线程，渲染主线程是所有进程里面工作量最大，最忙碌的线程。

渲染主线程

渲染主线程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

  • 每秒把⻚⾯画 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

每个进程最少有一个线程，也可以有很多的线程，其中最重要的叫做主线程。由于浏览器单线程运行的所以，渲染主线程在运行时只能一个一个的执行任务，当然这个速度很快，我们是很难感知到的。

那么，如果任务很多的话，渲染主线程是如何调度任务的呢？这时，开发人员想出个主意就是排队，消息队列就是帮助渲染主线程解决这个问题的，渲染主线程首先会开启无限循环，一个一个任务的从消息队列里面拿取任务并执行，如果当前没有任务，渲染主线程就会进行休眠。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，则会将其唤醒以继续循环拿取任务。

何为异步？

浏览器在解析JS代码时，会把一些无法立即执行的任务判断为异步任务来执行。比如：

  • 定时器：setTimeout，setInterval
  • 监听事件：addEventListener
  • 网络通信完成后需要执行的任务 -- XHR、Fetch

当渲染主线程在处理这些任务时，在没有异步的情况下，这些任务会阻塞后面任务的执行，造成浏览器页面卡死，数据不能及时更新，异步就能避免这种情况的发生。

image.png

异步：假如当渲染主线程执行定时器任务时，渲染主线程会开辟一个并行的计时线程，把该任务放到计时线程来执行，而渲染主线程会立即结束当前任务，执行下一个任务。在计时线程里面来帮助计时，计时结束之后，计时线程把回调函数包装成任务放到消息队列结尾，等待渲染主线程来执行。

超级重要的面试题：如何理解 JS 的异步？

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、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，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，浏览器永不阻塞，从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

总结：JS的单线程是异步出现的原因，而事件循环实现了异步。

为什么JS会阻碍页面的渲染？

<h1>Mr.Yuan is awesome!</h1>
<button>change</button>
<script>
  var h1 = document.querySelector('h1');
  var btn = document.querySelector('button');
 
  // 死循环指定的时间
  function delay(duration) {
    var start = Date.now();
    while (Date.now() - start < duration) {}
  }
 
  btn.onclick = function () {
    h1.textContent = '为什么JS会阻碍页面的渲染！';
    delay(3000);
  };
</script>

这段代码的效果是点击按钮之后，页面卡死，3秒之后文本发生改变。为什么会发生这样的事情呢？

由于函数监听的是点击事件，会被封装成异步任务，点击按钮时，该任务被放入消息队列末尾，等待主线程执行。由于该任务有两段代码，第一段执行时重新渲染页面，这时会添加渲染任务到消息队列末尾，第二段执行封装的函数，这时由于该函数是死循环。渲染主线程就一直在执行死循环，卡在这里3秒。所以浏览器页面显示3秒之后，才被重新渲染文字。

所以可以看出，执行JS代码和渲染页面都在渲染主线程上运行。

任务有没有优先级?

任务是没有优先级的，在消息队列中先进先出，但是消息队列是有优先级的，所以消息队列不止一条。

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。（这句话的意思是一个队列可以有多种类型的任务，但是同一类型的任务不能分散在多个队列中）

  • 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.spec.whatwg.org/multipage/w…

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 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」

添加任务到微队列的主要⽅式主要是使⽤ Promise、MutationObserver

// 例如
// 把一个函数添加到微队列中
// 这表明对于异步函数优先级最高
Promise.reslove().then(函数)

⾯试题：阐述⼀下 JS 的事件循环

参考答案：事件循环⼜叫做消息循环，是浏览器渲染主线程的⼯作⽅式。 在 Chrome 的源码中，它开启⼀个不会结束的 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分为宏队列和微队列，这种说法⽬前已⽆法满⾜复杂的浏览器环境，取⽽代之的是⼀种更加灵活多变的处理⽅式。根据 W3C 官⽅的解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同⼀个队列，不同的任务可以属于不同的队列。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：

  1. 计算机硬件没有原⼦钟，⽆法做到精确计时。

  2. 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。

  3. 按照 W3C 的标准，浏览器实现计时器时，如果嵌套层级超过 5 层，则会带有 4 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。

  4. 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运⾏，因此⼜带来了偏差。

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