事件循环-原理篇

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话不多,只讲你能听懂的前端知识

浏览器的进程模型

进程

  • 程序运行都需要有它专属的内存空间,这块内容空间就可以理解为是进程

线程

  • 有了进程就可以运行程序的代码了,运行代码的 "人" 称之为 "线程"
  1. 一个进程至少有一个线程(进程开启后会自动创建一个线程来运行代码,这个线程也就是主线程)
  2. 一个进程可以包含多个线程
  3. 主线程结束了整个程序就结束了

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

    更多工具 - 任务管理器,可以看见

主要的进程如下:

  1. 浏览器进程

    • 主要负责页面展示(注意:这里的页面展示并不是指网页内容渲染的样式,而是头部tab栏部分 例如前进后退、地址栏及浏览器皮肤等相关)、用户交互、子进程管理等(首先打开浏览器会直接开启浏览器进程,接着浏览器进程会打开网络进程和渲染进程)
  2. 网络进程

    • 负责加载网络资源(获取页面数据等,内部会启动多个线程来处理不同的网络任务)
  3. 渲染进程(重点)

    • 启动后会自动开启一个渲染主线程,主线程负责执行HTMLCSSJS代码

    • 默认情况下浏览器会给每个标签页都开启一个新的渲染进程,以保证不同的标签页之间互不影响

    将来该模式可能会有所改变,详见 chrome官方说明文档
    事件循环就发生在渲染主线程里面

渲染主线程如何工作的?

渲染主线程是浏览器当中最繁忙的线程,处理的任务非常多,列举一部分:

  1. 解析 HTML

  2. 解析 CSS

  3. 计算样式

  4. 布局

  5. 处理图层

  6. 执行 JS 代码

  7. 执行事件处理函数

  8. 执行计时器的回调函数

    ......

如何调度任务的?

  • 处理这么多的任务 那它是如何合理调度这些任务的呢?

场景:

  1. 正在执行一个JS函数,执行一半的时候用户点击了按钮,此时该立即去执行点击事件的处理函数吗?(结论:不会)

  2. 正在执行一个JS函数,执行一半的时候某个计时器到了时间,此时该立即去执行它的回调吗?(结论:不会)

  3. 浏览器进程通知渲染主线程"用户点击了按钮",此时 一个计时器也到了触发的时机,此时应该处理哪个呢?(结论:不会)

    ......等等一系列都是问题~那它是如何处理的呢?

解决方案:排队

  1. 最开始的时候渲染主线程会进入一个无限循环(for(;;)
  2. 每一次循环会检查消息队列是否有任务存在,有 就取出第一个任务执行,执行完进行下一次循环;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。添加新任务时,如果主线程是休眠状态,则会将其唤醒继续循环拿新任务执行

整个过程,就叫做事件循环(也叫消息循环)

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。

渲染主线程承担着很多工作,渲染页面、js的执行,解htmlcss等都在其中运行,如果使用同步的方式,极有可能导致主线程产生阻塞,从而导致消息队列中的其他任务无法执行,一方面会导致主线程白白消耗时间,另一方面导致页面无法及时更新,给用户造成卡死现象。

所以浏览器采用了异步的方式,具体做法如下:

  1. 当某些任务发生时,比如计时器、网络、事件监听,主线程将热为奴交给其他线程取处理,自身立即结束当前任务的执行,转而执行后续代码。
  2. 当其他线程完成时,将实现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?

JS执行和渲染都在浏览器渲染主线程上

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

W3C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

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 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】
  • 浏览器还有很多其他的队列。。。。

如何添加任务到微队列?

主要方式:

  • 使用Promise
  • MutationObserver

使用:

scss 复制代码
// 立即把一个函数添加到微队列
// 1.使用`Promise`  最常用
Promise.resolve().then(函数)
// 2.`MutationObserver`不常用 不做解释

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。

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官方解释,每个任务有不同的类型,同类型的任务必须在同一队列,不同的任务可以属于不同的队列。(怎么理解,要么张三一个队列,李四一个队列,要么张三李四在同一个队列,不能一个张三在第一个队列,另一个张三又在其他类型队列当中)

不同的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

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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