事件循环 - 技术栈

浏览器的进程模型

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

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。

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，它会⾃动启动多个进程。

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（重点）

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。

将来该默认模式可能会有所改变，有兴趣的可以参见chrome官方说明文档。

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

......

  思考题：为什么渲染进程不适⽤多个线程来处理这些事情？

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

在最开始的时候，渲染主线程会进⼊⼀个⽆限循环
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。
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）

若⼲解释

何为异步？

代码在执⾏过程中，会遇到⼀些⽆法⽴即处理的任务，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」

渲染主线程承担着极其重要的⼯作，⽆论如何都不能阻塞！

因此，浏览器选择异步来解决这个问题

使⽤异步的⽅式，渲染主线程永不阻塞

⾯试题：如何理解 JS 的异步？
参考答案：
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。

JS为何会阻碍渲染？

先看代码

<h1>Mr.Wu 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 = 'xw很帅！';
delay(3000);
 };
</script>

点击按钮后，会发⽣什么呢？

运行代码如下：

点击按钮change之后几秒后才会显示出如下：

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
https://html.spec.whatwg.org/multipage/webappapis.html#p

erform-a-microtask-checkpoint
```
  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：

// ⽴即把⼀个函数添加到微队列
Promise.resolve().then(函数)

浏览器还有很多其他的队列，由于和我们开发关系不⼤，不作考虑

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