事件循环

事件循环

单线程是异步产生的原因

事件循环是异步的实现方式

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

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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

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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，减少连环崩坏的几率，当启动浏览器后，它会自己启动多个进程

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可以看到浏览器的任务管理器，也可以看到当前的所有进程

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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处理不同的网络任务
  3. 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

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
  • ......

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
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  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

整个过程，被称为事件循环

若干解释

何为异步？

代码的执行过程中，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到达，就会导致主线程长期处于【阻塞】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

面试题：如果理解 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去避免。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 为什么会阻碍渲染

因为 JS 和渲染都在渲染主线程上，因为在运行 JS 时，渲染等着；运行渲染时，JS 等着

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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

  • 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。在一次时间循环中，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

在目前的 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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如果遇到先0s延时内有console.log，后console.log的会先运行console.log，然后运行0s延时内的console.log

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会先执行完全局，后关注到延时队列

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

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

console.log(3);
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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);

输出：54312

function a(){
    console.log(1);
    Promise.resolve().then(function(){
        console.log(2);
    });
}
setTimeout(function(){
    console.log(3);
},0);
Promise.resolve().then(a);
console.log(5);
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所以是5123

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，这种说法目前已经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准计时吗？为什么？

不行，因为：

  1. 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
  2. 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，则会带来有4ms的最少延迟
  3. 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

End
参考资料：

渡一

posted @ 2024-04-07 20:21  goicandoit  阅读(26)  评论(0)  编辑  收藏  举报