事件循环

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，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。

什么是线程

有了进程后，就可以运行程序的代码。运行代码的最小单位称之为线程。

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。

如果程序中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。

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，他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：

1. 浏览器进程：主要负责界面的显示，用户交互，紫禁城管理等。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：主要负责加载网络资源。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**： 渲染进程启动后，会开启一个渲染主线程，主线程负责支撑 HTML、CSS、JavaScript 代码。

默认情况下，浏览器会为每个标签开启一个新的渲染进程，以保证不同的标签之间不相互影响。

注意：将来该默认模式可能会有所改变。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
• 解释 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
• ...

思考 🤔

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，主线程就遇到一个难题：如何调度任务？

比如：

- 正在执行一个JS函数，执行到一半的时候用户点击了按钮，应该立即去执行点击事件的处理函数吗？
- 正在执行一个JS函数，直行道一半的时候某个计时器到达了事件，该立即去执行它的回调函数吗？
- 浏览器进程通知 “用户点击了按钮”， 与此同时，某个计时器也到达了时间，应该处理哪一个？
- ...

所以，浏览器给出的方案是：排队

1.在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无线循环
2.每一次循环会检查消息队列中是否有任务。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去任务

这样一来，就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去。整个过程，被称为事件循环(消息循环)

若干解释

什么是异步？

代码在执行过程中，会遇到一些无法立即处理的任务，比如：

• 计时器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

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。

如何理解 JS 的异步？

JS 是一门单线程语言，这是因为它运行在浏览器的主线程中，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。具体的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秤任务，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，浏览器主线程就不会产生阻塞，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？

<h1>阻塞测试</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 = "死循环结束！";
    delay(3000);
  };
</script>

任务有优先级吗？

任务没有优先级，在消息队列中先进先出，但是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数不同的队列。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队列的任务执行 https://html.spec.whatwg.org/multipage/webappapis.html#perform-a-microtask-checkpoint

IMPORTANT

随着浏览器的复杂度急剧上升，WSC 不在使用宏队列的说法

目前 chrome 的视线中，包含了如下队列：

• 微队列：用户存放需要最快执行的任务，优先级【最高】

• 交互队列：用户用于存放操作后产生的事件处理任务，优先级【高】

• 延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级【中】

• 其它队列...

添加任务到微队列的主要方式主要是使用 Promise、MutationObserver

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

面试题:阐述一下 JS 事件循环

事件循环又叫消息循环，是浏览器渲染主线程的工作方式。

在 浏览器中，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要再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的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

不行！因为：

• 计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时
• 操作系统的计时函数本身就有少量的偏差，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
• 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 4ms 的最少时间，这样在计时时间少于 4ms 时又带来了偏差
• 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，又带来了偏差