1.浏览器的进程模型
1.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。每个应用至少得有一个进程,进程之间相互独立,即使要通信,也需要双方通信。
2.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,一个进程至少需要一个线程,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。如果程序需要同时运行多块代码,主线程就会启动更多的线程来执行代码,所以一块进程中可以包含多个线程。多个线程共享内存空间。
3.浏览器有那些进程和线程
浏览器是一个多进程多线程应用程序。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。
浏览器进程:负责标签页、导航栏、用户交互鼠标点击、滚理滑动、子进程管理等。浏览器进程内部会启动多个线程处理不同任务。
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处理不同网络任务。
渲染进程:一个标签页一个渲染进程。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,以保证不同标签页之间不相互影响。
2.渲染主线程是如何工作的?
1.渲染主线程处理的任务包括但不限:
- 解析HTML 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;
- 执行计时器回调函数;
- ....
疑问:为何渲染进程不适用多个线程来处理这些事情?
- 竞态条件:多线程处理会导致访问共享内存的竞争条件,可能导致数据不一致和死锁等问题。
- 同步问题:多线程需要进行同步,避免数据竞争和死锁,这会增加代码的复杂度和开销。
- 安全问题:多线程可能会存在安全漏洞,如数据泄露、内存溢出等问题。
- 性能问题:多线程处理可能会导致过多的上下文切换和内存消耗,从而降低程序的性能和稳定性。
渲染主线程:正在执行任务1
消息队列:任务2,任务3,任务4。。。。。
其他线程:任务5↑,任务6↑
1.最开始的时候,浏览器会进入无限循环。
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。新任务会添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。
以上过程,被称为事件循环。
2.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到达,就会导致主线程长期处于阻塞状态,导致浏览器卡死。
3.JS为何会阻塞渲染?
4.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:W3C最新解释,(很多消息队列)每一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队列中取任务。
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。W3C最新抛弃了宏队列说法。
在chorme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:用于存放操作后产生后的事件处理任务,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方式:Promise,MutationObserver 例如:Promise.resolve().then(fn)
面试题:
解释一下JS异步:
JS是一门单线程语言,这是因为他运行在浏览器的渲染主线程中,而渲染主线程只有一个。渲染主线程承担了很多工作,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很多其他任务无法得到执行。这样会导致繁忙的主线程白白消耗时间,另一个方面无法及时更新,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,转而去执行后续代码。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运行。
阐述一下JS的事件循环:
事件循环又叫消息循环,是浏览器的工作方式。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的末尾即可。根据最新W3C的解释,消息队列已经不能简单分为宏队列和微队列,而是分为延时队列,交互队列和微队列。不同的任务可以属于不同队列,不同任务队列有不同优先级,在一次事件循环中,有浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须要一个微队列,微队列的任务一定具有最高的优先级,必须优先调度。
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具有少量偏差,由于JS的计时器最终调用的是操作系统的函数,也就携带这些偏差;
按照W3C标准,浏览器实现计时器时,如果嵌套层级超过5层,计时器间隔最少4ms
受到时间循环的影响,计时器的回调函数只能在主线程空闲时运行,因此又带来误差。
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