• JS事件循环

    事件循环

    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

    在这里插入图片描述

    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。

    image-20220809210859457

    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。

    image-20220809213152371

    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：

    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来处理不同的网络任务。

    3. 渲染进程（重点说明的进程）

      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页开启一个新的渲染进程，以保证不同的标签页之间不相互影响。

      将来该默认模式可能会有所改变，有兴趣的同学可参见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
    • …

    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

    image-20220809223027806

    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）

    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，就会导致主线程长期处于「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！

    因此，浏览器选择异步来解决这个问题

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    使用异步的方式，渲染主线程永不阻塞

    如何理解 JS 的异步？

    JS是一门单线程的语言，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，渲染页面、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>xiaocantongxue cool!h1>
<button>changebutton>
<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 = '小灿同学，cool！';
    delay(3000);
  };
script>

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    点击按钮后：
    交互线程发现点击了按钮，会把函数放到消息队列。当渲染主线程发现没有任务时，会拿到消息队列的函数开始执行。执行的时候把h1的文本改为"小灿同学，cool！"，这是个绘制任务，放在消息队列排队。函数继续运行，调用delay函数，死循环了三秒钟。三秒钟循环结束，函数结束，主线程闲下来才在消息队列拿渲染的任务并画到页面。

    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#perform-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)

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    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

    setTimeout(() => {
  console.log(1);
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
  console.log(2);
});

console.log(3);

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    上面的代码全局执行，首先计时，0秒过后，运行马上到了，放进延时队列；全局继续执行，把promise的函数放到微队列。全局继续执行，输出3。全局结束，先看微队列，输出2；再看延时队列，输出1。

    function a() {
  //fn1
  console.log(1);
  Promise.resolve().then(() => {
  	// fn2
    console.log(2);
  });
}
setTimeout(() => {
  // fn3
  console.log(3);
  Promise.resolve().then(a);
}, 0);
Promise.resolve().then(() => {
  // fn4
  console.log(4);
});

console.log(5);

// 执行结果输出： 5 4 3 1 2

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    上面的代码全局执行，0秒后将fn3放到延时队列，将fn4放到微队列，输出5，全局结束。先执行微队列任务fn4，输出4。微队列结束后执行延时队列，fn3放入执行，输出3，执行的时候又把一个函数fn a放到微队列。结束后把fn a拿出执行，输出1，再次把fn2放到微队列。执行输出2

    在浏览器里认为，除了微任务优先级最高，用户交互队列比延时队列优先级高

    DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Documenttitle>
  head>
  <body>
    <button id="begin">开始button>
    <button id="interaction">添加交互任务button>
    <script>
      // 死循环指定的时间
      function delay(duration) {
        var start = Date.now();
        while (Date.now() - start < duration) {}
      }

      function addDelay() {
        console.log('添加延时队列');
        setTimeout(() => {
          console.log('延时队列执行');
        }, 100);
        delay(2000);
      }

      function addInteraction() {
        console.log('添加交互队列');
        interaction.onclick = function () {
          console.log('交互队列执行');
        };
        delay(2000);
      }

      begin.onclick = function () {
        addDelay();
        addInteraction();
        console.log('===========');
      };
    script>
  body>
html>

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    上面代码点击开始后，执行addDelay函数，输出"添加延时队列"，100毫秒后将fn1放到延时队列。延迟2000毫秒后，执行addInteraction函数，输出"添加交互队列"，这时候点击“添加交互任务按钮”，将fn2放入交互队列，延迟2000毫秒。先拿交互队列里任务执行fn2，输出"交互队列执行", 然后拿延时队列里的任务执行fn1，输出"延时队列执行"。
    在这里插入图片描述

    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。

    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

    以上笔记整理于渡一教育袁老师课堂

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_45463061/article/details/126568311