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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,216 @@ | ||
# 事件循环 | ||
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## 浏览器的进程模型 | ||
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### 何为进程? | ||
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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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![进程和线程](assets/brower_01.png) | ||
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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。 | ||
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### 何为线程? | ||
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有了进程后,就可以运行程序的代码了。 | ||
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运行代码的「人」称之为「线程」。 | ||
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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。 | ||
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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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![image-20220809210859457](assets/brower_02.png) | ||
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### 浏览器有哪些进程和线程? | ||
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**浏览器是一个多进程多线程的应用程序** | ||
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浏览器内部工作极其复杂。 | ||
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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。 | ||
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![image-20220809213152371](assets/brower_03.png) | ||
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||
> 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: | ||
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1. 浏览器进程 | ||
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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。 | ||
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2. 网络进程 | ||
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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。 | ||
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3. **渲染进程**(本节课重点讲解的进程) | ||
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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。 | ||
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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。 | ||
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> 将来该默认模式可能会有所改变,有兴趣的同学可参见[chrome 官方说明文档](https://chromium.googlesource.com/chromium/src/+/main/docs/process_model_and_site_isolation.md#Modes-and-Availability) | ||
> | ||
> 可以在浏览器的设置中找到浏览器的任务管理器,查看浏览器当前的进程。 | ||
## 渲染主线程是如何工作的? | ||
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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: | ||
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- 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 | ||
- ...... | ||
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> 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? | ||
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比如: | ||
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- 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? | ||
- ...... | ||
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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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![image-20220809223027806](assets/brower_04.png) | ||
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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 | ||
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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。 | ||
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**整个过程,被称之为事件循环(消息循环)** | ||
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## 若干解释 | ||
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### 何为异步? | ||
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代码在执行过程中,会遇到一些无法立即处理的任务,比如: | ||
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- 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` | ||
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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」 | ||
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![image-20220810104344296](assets/brower_05.png) | ||
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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!** | ||
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因此,浏览器选择**异步**来解决这个问题 | ||
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![image-20220810104858857](assets/brower_06.png) | ||
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使用异步的方式,**渲染主线程永不阻塞** | ||
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### 面试题:如何理解 JS 的异步? | ||
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> 参考答案: | ||
> | ||
> 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? | ||
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先看代码 | ||
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```html | ||
<h1>Mr.Yuan 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 = "袁老师很帅!"; | ||
delay(3000); | ||
}; | ||
</script> | ||
``` | ||
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点击按钮后,会发生什么呢? | ||
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<见具体演示> | ||
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### 任务有优先级吗? | ||
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任务没有优先级,在消息队列中先进先出 | ||
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但**消息队列是有优先级的** | ||
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根据 W3C 的最新解释: | ||
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- 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#perform-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: | ||
> | ||
> ```js | ||
> // 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,用来处理浏览器中 一个又一个的任务的。 | ||
> | ||
> 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 | ||
**单线程是异步产生的原因** | ||
**事件循环是异步的实现方式** |
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