js事件循环

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浏览器的进程模型

什么是进程

程序运行需要有自己专属的内存空间,这个内存空间可以简单的理解为进程
每一个程序启动时至少有一个进程,进程之间互相独立,即使要通信也需要双方同意

什么是线程

有了进程之后就可以运行程序代码
运行代码的“人”称之为“线程”(干活的)
一个进程至少要有一个线程,在进程启动时会自动创建一个线程来运行代码,该线程被称之为主线程
如果程序需要同时执行多个代码,主线程就会启动更多的线程来执行代码,所以一个进程可以包含多个线程(多招点人)

浏览器有哪些进程和线程

浏览器是一个多进程多线程的程序
浏览器内部工作极为复杂
为了避免相互影响,减少连环崩溃的几率,当启动浏览器启后,它会自动启动多个进程

可以在浏览器任务管理器中查看当前所有进程

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最主要的进程有:

  1. 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
  2. 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处理不同的网络任务
  3. 渲染进程
    渲染进程启动后,会开启一个渲染主进程,主线程负责执行 HTML、CSS、JS代码。
    默认情况下,浏览器会为每一个标签页开启一个一个新的渲染进程,以保证不同的标签页之间不互相影响

将来该默认模式可能会有所改变,感兴趣的可以参考chrome官方说明文档

渲染主线程是怎么工作的

渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程,需要他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
  • ……

为什么渲染进程不使用多个线程处理这些事情?

要处理这么多任务,主线程遇到了一个难题:如何调度任务? 比如:

  • 正在执行js函数,执行到一半的时候用户点击了按钮,应该立即执行点击事件的处理函数吗?
  • 正在执行一个js函数,执行到一半某个计时器到达了时间,应该立即执行它的回调吗?
  • 浏览器进程通知“用户点击了按钮”,与此同时某个计时器到达了时间,应该执行那个回调函数
  • ……

渲染主线程处理这个问题的方式:排队

  1. 在最开始的时候,渲染线程会进入一个无限循环
  2. 每一次渲染会检查消息队列(任务队列)中是否有任务存在,如果有,就取第一个任务执行,执行完一个后进入下一次循环;如果没有,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。新任务会添加到消息队列的末尾。再添加新任务时,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

通过这种方式让每个任务有条不紊的持续进行
整个过程被称为事件循环(消息循环)

若干解释

何为异步?

代码执行过程中,会遇到一些无法处理的任务,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实际到达,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”
    渲染主线程承担着重要的工作,绝对不能阻塞
    因此浏览器选用异步方式处理 使用异步的方式,渲染主线程永不阻塞

如何理解js异步?
js是一门单线程语言,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。
如果使用同步方法,极有可能造成渲染主线程阻塞,从而导致消息队列的其他任务无法执行。就会产生两个问题:一方面会导致主线程消耗时间。另一方面,会导致页面无法及时更新,给用户造成卡死的现象。
所以浏览器采用异步的方式来避免,具体做法为:当某些任务发生时(计时器,网络,事件监听)主线程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,加入消息队列的末尾排队,等待主线程调度执行
在这种模式下,浏览器永不阻塞,最大限度的保证了单线程的流畅运行

JS为何会阻碍渲染

看一段代码

    <p>派克不K头玩什么啊</p>
    <button>下一句</button>
    <script>
        var p = document.querySelector('p');
        var button = document.querySelector('button');
        //时间死循环
        function get(time) {
            var star = Date.now();
            while (Date.now() - star < time) { }
        };
        button.onclick = function () {
            p.innerHTML = '又不是不给队友分钱';
            get(3000);
        }
    </script>

在点击按钮时主线程会先执行文本修改,但不会直接渲染到页面中,因为在渲染之前他需要执行完get函数。
具体步骤:修改文本——将渲染放到消息队列中——执行get方法——页面渲染

任务有优先级吗?

任务没有优先级,在消息队列中先进先出
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不同的队列。在一次事件循环中,浏览器可以个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,微队列中的人物优先所有其他任务执行。

随着浏览器的复杂度急剧提升,W3C不再使用宏观队列的说法

目前chrome的实现中,至少包含了以下队列:

  • 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时间处理任务,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:Promise、MutationObserver
例如:

Promise.resolve().then(函数)

浏览器还有很多其他队列,由于对开发关系不大,不做考虑 面试题:阐述一下js的事件循环(浏览器的事件循环)