事件循环

小满xmlc
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浏览器进程与线程

  • 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的理解为进程

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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，就可以运⾏程序的代码了。

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。

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。

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  • 浏览器有哪些进程和线程？

浏览器是⼀个多进程多线程的应⽤程序浏览器内部⼯作极其复杂。为了避免相互影响，为了减少连环崩溃的⼏率，当启动浏览器后，它会动启动多个进程。

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可以在浏览器的任务管理器中查看当前的所有进程

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

    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⻚开启⼀个新的渲染进程，以保证不同的标签⻚之间不相互影响。

事件循环的概念与流程

要理解事件循环先要理解什么是异步：

  • 何为异步

简单来说，就是在同一时间内可以做多个事件，

理解： 代码在执⾏过程中，会遇到⼀些⽆法⽴即处理的任务，如果让渲染主线程等待这些任务的时机达到，就会导致主线程⻓期处于「阻塞」的状态，从⽽导致浏览器「卡死」，

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渲染主线程承担着极其重要的⼯作，⽆论如何都不能阻塞！浏览器选择异步来解决这个问题。

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JS是⼀⻔单线程的语⾔，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，渲染⻚⾯、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，另⼀⽅⾯导致⻚⾯⽆法及时更新，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。

  • 渲染主线程是如何⼯作的？

    • 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
    • ......

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，某个计时器也到达了时间，我应该处理哪⼀个呢？

......

渲染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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  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。
  3. 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

这样一来，就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。整个过程，被称之为事件循环（消息循环）

  • 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 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.spec.whatwg.org/multipage/w…

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」

宏任务 （异步任务）

  • 什么是宏任务？

    宏任务是由宿主环境发起的，比如浏览器、Node等，宏任务的异步代码有：

    • script（代码块）
    • setTimeout / setInterval 定时器
    • setImmediate 定时器
    • I/O操作、UI渲染
    • ......等等

  • 宏任务的执行过程

    • 先从多个消息队列中选出一个最老的宏任务，这个任务称为 oldestTask；
    • 然后循环系统记录任务开始执行的时间，并把这个 oldestTask 设置为当前正在执行的任务；
    • 当任务执行完成之后，删除当前正在执行的任务，并从对应的消息队列中删除这个 oldestTask；
    • 最后统计执行完成的时长等信息。

这一过程会重复， 在执行宏任务前，会先检查是否有微任务， 如果有会先执行微任务

微任务 （异步任务）

  • 什么是微任务

    微任务是由JS引擎发起的，微任务的异步代码有：

    • process.nextTick (node)
    • Promise.then( )/catch( ) 。注意，Promise本身同步，只是它里面的then/catch的回调函数是异步的微任务
    • Async/Await
    • Object.observe
    • MutationObserve
    • ......等等

  • 为什么需要微任务？

    因为 JavaScript 代码不能掌控宏任务添加到队列中的位置，难以控制开始执行任务的时间。对时间精度要求较高的需求，宏任务难以胜任，所以需要微任务。

宏任务和微任务都是异步任务， 只是他们的执行时机不同， 并且他们的触发方式也不同， 他们都是异步任务的一种， 微任务执行要先于宏任务

宏任务和微任务的区别

首先，宏任务和微任务的执行时机是不同的。

宏任务会在主线程执行完毕后被执行，而微任务会在主线程执行完毕之前立即执行。

其次，宏任务和微任务的优先级也是不同的。在 JavaScript 中，微任务的优先级比宏任务高，也就是说，如果微任务队列和宏任务队列中都有任务需要执行，微任务会先于宏任务执行。

另外，宏任务和微任务对于 JavaScript 事件循环的影响也是不同的。宏任务会触发事件循环，而微任务不会触发事件循环，而是在主线程上的同步任务执行完毕后立即执行。

此外，宏任务和微任务在实际应用中有着不同的用途。宏任务通常用于与浏览器渲染相关的任务，如 setTimeout 和 requestAnimationFrame，而微任务通常用于异步操作，如 Promise.then 和 async/await。

通过理解宏任务和微任务的区别，我们可以更好的优化代码的性能，例如避免在微任务中执行大量耗时的操作。

总之，宏任务和微任务是 Javascript 中非常重要的概念，对于更好的理解 JavaScript 的执行机制和优化代码的性能是非常有帮助的。

Js 为什么是单线程

js 脚本文件是跑在浏览器中的， 浏览器在解析网页文件时， 会开启一个渲染进程， 渲染进程会开启一个渲染主线程， js 在渲染主线程中被解析， 解析时浏览器只有这一个渲染主线程， 这也决定了 js 是单线程的

阐述⼀下 JS 的事件循环

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。

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