事件循环

· 浏览次数 : 0

小编点评

浏览器的进程模型是指浏览器在运行过程中,将应用程序划分为多个独立的进程,每个进程拥有自己独立的内存空间。进程之间相互独立,需要进行通信时,通常需要双方同意。进程的目的是为了实现程序的代码运行。 线程是进程中的一个执行单元,可以理解为程序的执行线程。一个进程至少有一个线程,即主线程。当程序需要同时执行多块代码时,主线程会启动更多的线程来执行代码,这些线程被称为子线程。 浏览器有多种进程和线程,主要包括以下几种: 1. 浏览器进程:负责界面显示、用户交互、子进程管理等。 2. 网络进程:负责加载网络资源。 3. 渲染进程:负责解析HTML、CSS、计算样式布局、处理图层等。默认情况下,浏览器会为每个标签页开启一个渲染进程,以保证不同的标签页之间不相互影响。 渲染进程是如何工作的? 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、每秒刷新页面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等。 思考题:为什么渲染进程不适合使用多个线程来处理这些事情?要处理这么多任务,主线程遇到了前所未有的难题:如何调度任务? 浏览器进程通知渲染主线程“用户点击了按钮”,与此同时,某个计时器也到达了时间,主线程应该处理哪一个? 渲染主线程想出了一个绝妙的主意来处理这个问题:排队在最开始的时候,渲染主线程会进入一个无限循环。每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,执行完后进入下一次循环;如果没有,则进入休眠状态。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,被称之为事件循环(消息循环)。 何为异步?异步是指代码在执行过程中,不会立即处理某些无法立即完成的任务,而是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。 JS为何会阻碍渲染?原因在于JS是单线程的语言,运行在浏览器的渲染主线程中。如果使用同步的方式,很容易导致主线程产生阻塞,从而使得消息队列中的其他任务无法得到执行。这样一方面会导致繁忙的主线程白白消耗时间,另一方面会导致页面无法及时更新,给用户造成卡死现象。因此,浏览器采用异步的方式来避免这种情况的发生。

正文

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
image


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


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


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:

  • 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。

  • 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(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⻚开启⼀个新的渲染进程,以保证不同的标签⻚之间不相互影响。


将来该默认模式可能会有所改变,有兴趣的可以参见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

  • 每秒把⻚⾯画 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


  • 在最开始的时候,渲染主线程会进⼊⼀个⽆限循环
  • 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。
  • 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,就会导致主线程⻓期处于
「阻塞」的状态,从⽽导致浏览器「卡死」


image


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

image


使⽤异步的⽅式,渲染主线程永不阻塞

⾯试题:如何理解 JS 的异步?
参考答案:
JS是⼀⻔单线程的语⾔,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,渲染⻚⾯、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,另⼀⽅⾯导致⻚⾯⽆法及时更新,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>Mr.Wu is awesome!</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 = 'xw很帅!';
delay(3000);
 };
</script>

点击按钮后,会发⽣什么呢?

运行代码如下:
image

点击按钮change之后几秒后才会显示出如下:
image

任务有优先级吗?

任务没有优先级,在消息队列中先进先出

消息队列是有优先级

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#p
    erform-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)

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

⾯试题:阐述⼀下 JS 的事件循环
参考答案:
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。

⾯试题:JS 中的计时器能做到精确计时吗?为什么?
参考答案:
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

与事件循环相似的内容:

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 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

chrome事件循环的自问自答

# chrome事件循环的自问自答 ## 目录 - [1. 宏任务有哪些?](#1-宏任务有哪些) - [2. 微任务有哪些?](#2-微任务有哪些) - [3. dom渲染是事件循环的一部分么?](#3-dom渲染是事件循环的一部分么) - [4. requestAnimationFrame的回调

Qt信号槽与事件循环学习笔记

事件与事件循环 信号槽机制 事件与事件循环 在Qt中,事件(event)被封装为QEvent类/子类对象,用来表示应用内部或外部发生的各种事情。事件可以被任何QObject子类的对象接收并处理。 根据事件的创建方式和调度方式,Qt中事件可分为三类,分别是: 自发事件(Spontaneous even

JS引擎中的线程,事件循环,上下文

线程 浏览器中有哪些进程呢? 1.浏览器进程:浏览器的主进程,负责浏览器的界面界面显示,与用户交互,网址栏输入、前进、后退,以及页面的创建和销毁。 2.渲染进程(浏览器内核):默认一个tab页面一个渲染进程,主要的作用为页面渲染,脚本执行,事件处理等。 3.GPU进程:用于3D绘制等,将开启了3D绘

setTimeout(fn, 0) // it works - JavaScript 事件循环 动画演示

在前端代码中很经常看到使用 setTimeout(fn, 0),如下面代码所示,乍一看很多余,但是移除了可能会出现一些奇奇怪怪的问题。要解释这个就需要理解 事件循环(Event Loop),下面会通过一些例子和动画来辅助理解事件循环 setTimeout(() => { // 调用一些方法 }, 0

Flutter 异步编程指南

在 App 开发中,经常会遇到处理异步任务的场景,如网络请求、读写文件等。Android、iOS 使用的是多线程,而在 Flutter 中为单线程事件循环

Flutter 异步编程指南

在 App 开发中,经常会遇到处理异步任务的场景,如网络请求、读写文件等。Android、iOS 使用的是多线程,而在 Flutter 中为单线程事件循环

面试官:说说Netty的核心组件?

Netty 核心组件是指 Netty 在执行过程中所涉及到的重要概念,这些核心组件共同组成了 Netty 框架,使 Netty 框架能够正常的运行。 Netty 核心组件包含以下内容: 启动器 Bootstrap/ServerBootstrap 事件循环器 EventLoopGroup/EventL

第124篇: 期约Promise基本方法

好家伙,本篇为《JS高级程序设计》第十章“期约与异步函数”学习笔记 1.异步编程 同步行为和异步行为的对立统一是计算机科学的一个基本概念。 特别是在 JavaScript 这种单线程事 件循环模型中,同步操作与异步操作更是代码所要依赖的核心机制。 异步行为是为了优化因计算量大而 时间长的操作。如果在

Java 方法中循环调用具有事务的方法

本文简要介绍了Java 方法中循环调用具有事务的具体方法示例,虽然@Transactional是Spring中最常用和推荐的方式,但是本文还简要介绍了其他5种方法可以实现类似的功能。