事件循环(消息循环)EventLoop

事件循环:

一、了解进程和线程

1、什么是进程?

程序运行需要它自己的专属空间,故可以把这块内存空间简单理解为进程
每个应用至少有一个进程,且进程之间相互独立,即使需要通信,也需要双方同意

2、什么是线程?

线程是进程的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,是CPU的最小的调度单元 ;
一个进程至少有一个线程。当进程开启后会自动创建一个线程来运行代码,该线程被称为主线程

一个进程中可以有多个线程:当程序需要执行多块代码时,主线程会启动更多的线程来执行代码

二、浏览器有哪些进程?

浏览器是一个多进程多线程的应用程序

多进程多线程的原因:为避免相互影响,为了减少连环崩溃的几率

1、浏览器的进程
(1)浏览器进程(主进程)

相当于浏览器的大脑,主要负责界面显示、用户交互、子进程管理,同时提供存储等功能

(2)网络进程

主要是负责页面的网络资源加载

(3)渲染进程(浏览器内核)

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。

渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程

(4)插件进程

主要是负责插件的运行,因插件易崩溃,所以需要通过插件进程来隔离,以保证插件进程崩溃不会对浏览器和页面造成影响

(5)GPU进程

当页面使用了硬件加速时,会使它来渲染页面

2、渲染进程中的渲染主线程是如何工作的(什么是事件循环)?

(1)在刚开始时,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
至此 就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。

以上整个过程,被称之为事件循环(消息循环)EventLoop

三、问题总结

1、如何理解JS的异步?

JS是一门单线程的语言,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。

而渲染主线程承担着诸多的工作,渲染页面、执行JS等 都在其中运行。

若使用同步的方式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,故造成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。具体操作为:当某些任务发生时,比如计时器、网络、事件监听等,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。
在该异步模式下,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

2、任务有优先级吗?

任务没有优先级,在消息队列中先进先出

but 消息队列是有优先级的

根据W3C官网的解释:

  1. 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用的队列。
  2. 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。
  3. 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
    ps:添加任务到微队列的主要方式是使用Promise

消息队列优先级:

渲染主线程执行全局js > 微队列 > 交互队列 > 延时队列

html 复制代码
1、微队列:用户存放需要最快执行的任务。优先级[最高]
2、交互队列:用于存放用户操作后产生的事件处理任务,例如:点击事件。优先级[高]
3、延时队列:用于存放计时器到达后的回调任务,setTimeout、setInterval。优先级[中]
打印案例

例1:

html 复制代码
<script>
    // 打印顺序
    fn()
    setTimeout(() => {
        console.log(1);
    }, 0)
    function fn() {
        console.log(2);
    }
    Promise.resolve().then(() => {
        console.log(3);
    })
    console.log(4);
    /**
    *2
    *4
    *3
    *1
    **/
</script>

例2:

html 复制代码
<script>
    // 打印顺序
    function a() {
        console.log(1);
        Promise.resolve().then(() => {
            console.log(2);
        })
    }
    setTimeout(() => {
        console.log(3);
        Promise.resolve().then(() => {
            a()
        })
    }, 0)
    Promise.resolve().then(() => {
        console.log(4);
    })
    console.log(5);
    /**
     * 5
     * 4
     * 3
     * 1
     * 2
    **/
</script>
3、为什么渲染进程不适用多个线程来处理这些事情?
  • 渲染流程是一个复杂且连续的过程,需要按照一定的顺序和逻辑进行。多线程处理可能会导致这些操作的顺序被打乱,从而影响渲染结果的正确性和一致性。
  • 多线程处理会导致访问共享内存的竞争条件,可能引发数据不一致和死锁等问题。在渲染过程中,多个线程可能会同时访问和修改同一份数据,如果没有适当的同步机制,就可能导致数据冲突和错误。
  • 多线程处理还可能带来性能问题。过多的线程可能导致过多的上下文切换和内存消耗,这不仅会降低程序的性能,还可能影响渲染的稳定性和效率。
4、JS 为何会阻碍渲染进程?

由于JS是单线程的,意味着在同一时间,浏览器只能执行一个 JavaScript 任务。

如果有一个复杂的 JavaScript 任务需要执行很长时间,那么在这个任务完成之前,浏览器就无法进行其他的操作,包括渲染页面。

故:如果 JavaScript 代码执行时间过长或者过于复杂,就会导致渲染进程被阻塞,因为浏览器需要等待 JavaScript 任务完成后才能继续渲染页面。

5、如何优化JS提高渲染性能?
  • 减少不必要的代码:删除那些不使用的代码和功能,这样可以减少浏览器需要执行的任务量
  • 使用异步编程:由于JavaScript是单线程的,使用异步编程(如Promise、async/await)可以避免阻塞主线程,让浏览器在等待某些操作(如网络请求)完成的同时,能够继续执行其他任务
  • 减少DOM操作:频繁地修改DOM会导致浏览器不断地重排和重绘,这会影响渲染性能
  • 压缩和合并代码:通过压缩工具减小JavaScript文件的大小,以及合并多个文件,可以减少网络传输时间和浏览器的解析时间,提高页面的加载速度
  • 利用浏览器缓存:通过设置合适的缓存头信息,让浏览器缓存已经加载过的JavaScript文件,这样用户在下次访问时就不需要重新下载,加快了页面的加载速度
  • 分离结构和样式:将JavaScript、CSS和HTML代码分离,分别放在不同的文件中,这样可以让浏览器并行下载和解析资源,提高页面的加载速度
  • 代码拆分和懒加载:根据页面的需求,将JavaScript代码拆分成多个小块,并只加载当前页面需要的代码块。对于非首屏展示的内容,可以使用懒加载技术来延迟加载资源,提高首屏渲染速度
6、阐述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
7、JS中的计时器能做到精确计时吗?为什么?

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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