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聊聊浏览器的事件循环 简述浏览器js的事件循环过程

一、浏览器的进程模型

进程

进程是 CPU 分配的最小单位。 进程之间是相互隔离的,可以相互通信,比如 QQ 和微信是两个进程,两个进程之间互不影响。 多个进程可并发执行。

线程

线程是 CPU 调度的最小单位。 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,称为主线程。 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,同一个父进程下的多个线程可以并发执行。

浏览器中有哪些进程和线程

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,减少连环崩溃的几率,当启动浏览器后,会自动开启多个进程。

可以在浏览器的任务管理器(

-> 更多工具 -> 任务管理器)中查看当前的所有进程。

浏览器中主要的进程:

  • 浏览器进程 这是浏览器的主进程,主要负责界面展示、用户交互、子进程管理等。浏览器进程内部会启动多个线程以处理不同的任务。
  • 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(浏览器内核) 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。(多个空白的 tab 标签页会合并成一个进程)
  • 渲染进程(浏览器内核)中主要有哪些线程:
    • GUI 渲染线程(渲染主线程)
      • 负责渲染页面,解析 HTML、CSS构成 DOM 树等,当页面重绘或由某种操作引起的回流都会调起该进程。
      • 和 JS 引擎线程是互斥的,当 JS 引擎线程在工作的时候,GUI 渲染线程会被挂起,GUI 更新被放在 JS 任务队列中,等待 JS 引擎线程空闲时继续进行。
    • JS 引擎线程
      • 单线程工作,负责解析运行 javascript 脚本。
      • 和 GUI 渲染线程互斥,JS 运行耗时过程会导致页面堵塞。
    • 事件触发线程
      • 当事件符合触发条件触发时,该线程会把对应的事件回调函数添加到队列的队尾,等待 JS 引擎处理。
    • 定时器触发线程
      • 浏览器定时器并不是由 JS 引擎计数,堵塞会导致计时不准确。
      • 开启定时器触发线程来计时并触发计时,计时后会被添加到任务队列中,等待 JS 引擎处理。
    • HTTP 请求线程
      • HTTP 请求的时候会开启一条请求线程。
      • 处理请求有结果后,将回调函数添加到任务队列,等待 JS 处理。

二、渲染主线程是如何工作的

  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。

上述整个过程称为事件循环(消息循环 / event loop)

什么时候进行 DOM 渲染

在每次循环结束后,如果消息队列中没有任务存在,就是 DOM 重新渲染的机会,如果 DOM 结构有改变就进行 DOM 渲染。

异步是什么

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:setTimeoutsetInterval
  • 网络通信完成后需要执行的任务:XHRFetch
  • 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到达再继续执行任务,就会导致主线程长时间处于阻塞状态,从而导致浏览器卡死

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

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。

随着浏览器的复杂度急剧提升,W3C 不再使用宏任务的说法。

在目前 Chrome 的实现中,至少包含了下面的队列:

  • 微队列(优先级【最高】)
  • :用户存放需要最快执行的任务。
  • 添加任务到微队列的主要方式是使用 Promise、
  • Mutationobserver
  • js复制代码/** 立即把一个函数添加到微队列中
    * Promise.reolve() / reject() 中的内容属于同步任务,同步执行
    * .then() /.cache() 中的任务属于微任务,被添加到微队列中
    */
    Promise.reolve().then(函数)
  • 交互队列(优先级【高】):用于存放用户操作后产生的事件处理任务;
  • 延时队列(优先级【中】):用于存放计时器到达后的回调任务。

举个小例子:

js复制代码function a() {
  console.log(1);
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log(2);
  })
}

setTimeout(function() {
  console.log(3);
  Promise.resolve().then(a);
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
  console.log(4);
});

console.log(5);

三、面试题

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。 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添加到消息队列末尾即可。 过去把消息队列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,不同的类型任务属于不同的队列。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。

如何理解 JS 的异步?

JS 是一门单线程语言,它运行在 JS 引擎线程上,但是 JS 引擎线程和渲染主线程是互斥的。JS 运行耗时会造成页面阻塞。 浏览器采用异步的方式来避免阻塞。具体做法是当某些任务发生时,比如计时器、网络、事件监听,主线程会将任务交给其他线程去处理,自身结束这个任务的执行,转而执行后续代码。当其他线程完成时,将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,浏览器永不会阻塞,从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

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