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。

进程示例图片

每个应用/程序至少有一个进程(内存空间)，进程之间相互独立，即使要通信，也需要双方同意。

进程之间时相互隔离的，这样做即使其中一个进程崩溃了，也不会影响其他进程的运行。

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(如果主线程结束了，则进程也会结束)。

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。

线程示例图片

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。进程示例图片

TIP

浏览器任务管理器可以查看当前的所有进程。

浏览器任务管理器示例图片

其中最主要的进程有：

浏览器进程：浏览器进程负责管理(启动多个线程处理)浏览器的启动、关闭、任务管理、界面绘制、网络请求、文件系统访问、插件执行等等。

TIP

ps:其它进程是由浏览器进程启动的。

网络进程：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：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，以保证不同的标签之间不相互影响。
GPU进程：GPU进程负责处理图形渲染。
插件进程：插件进程负责执行浏览器插件。
其他进程：还有一些其他的进程，如音频进程、视频进程、打印进程等等。

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
绘制页面
执行 JS 代码
执行事件处理函数
......

渲染进程为什么不开启多个线程？

因为渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程，开启多个线程会导致线程之间的竞争，从而导致性能下降。

渲染主线程如何调度处理任务？

排队模式

渲染主线程会按照顺序执行任务，任务之间没有相互依赖关系，所以不需要考虑线程之间的竞争。排队模式示例图片

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未尾。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)

W3C 定义了事件循环(Event Loop)，它是一个无限循环，它负责处理任务，并确保任务按正确的顺序执行。谷歌浏览器的消息循环(Message Loop)与 W3C 定义的事件循环基本一致，只是在细节上有一些差异。本质上来说，它们都遵循相同的模式：

初始化事件循环
进入事件循环
处理任务
重复步骤 3.直到任务队列为空

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 -- fetch、XMLHttpRequest
用户操作后需要执行的任务 -- addEventListener 如果让渲染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状态，从而导致浏览器卡死

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异步任务队列示例图片使用异步的方式，渲染主线程永不阻塞
异步的总结：

IMPORTANT

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，将事件先传递的回调函数包装成任务，加入到消息队列的未尾排队，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？

NOTE

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 JS 执行时间过长，就会导致页面渲染不及时，给用户造成卡顿现象。

比如：

html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<body>
  <h1>Hello JeeTan</h1>
  <button>点击我</button>
  <script>
      const h1 = document.querySelector('h1');
      const btn = document.querySelector('button');
      function longRunningTask() {
          let start = Date.now();
          while (Date.now() - start < 1000) {
          // 模拟耗时操作
          }
      }
      btn.addEventListener('click', () => {
          h1.textContent = 'Hello World';
          longRunningTask();
      })
  </script>
</body>
</html>

上面的代码中，longRunningTask 函数模拟了一个耗时 1 秒的操作。在执行该函数时，渲染主线程会被阻塞 1 秒，期间无法处理其他任务，包括页面渲染、用户交互等。这就导致了用户在等待 1 秒后才能看到页面更新，给用户造成了卡顿的感觉。

任务会有优先级吗？

任务没有优先级，在消息队列中先进先出。

但消息队列是由优先级的

根据W3C定义的事件循环，消息队列的优先级如下：

重点

宏任务：包括 script、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI rendering
微任务：包括 Promise、MutationObserver、process.nextTick
其他任务：包括事件处理函数、定时器回调函数等
浏览器会优先处理宏任务，然后处理微任务，最后处理其他任务。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

注意

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 浏览器中，至少包含了下面的队列：

微队列（Microtask Queue）：
- 优先级最高：用于存放微任务,每次事件循环必先清空
- 触发方式：Promise.then、MutationObserver
- 特点：用于需要立即执行的异步操作（如数据更新后的DOM操作）
交互队列（Interaction Queue）：
- 优先级高: 用于存放用户操作后产生的事件处理任务
- 设计目的：处理用户交互（点击、滚动、键盘事件）
- 特点：及时响应用户操作，避免卡顿
延时队列延时队列（Delay Queue）：，
- 优先级中：用于存放计时器达到后的回调任务（setTimeout、setInterval）回调
- 注意点：时间参数是最小延迟，实际执行受队列阻塞影响

重点

优先级总结： 一微二延三交互

提示

浏览器还有其它队列，但是与开发关系不大，暂不做考虑。

重点

阐述 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。

单线程是异步产生的原因

事件循环是异步的实现方式

问题

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:

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
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

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何为线程？ ​

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渲染主线程是如何工作的？ ​

若干解释 ​

何为异步？ ​

JS为何会阻碍渲染？ ​

任务会有优先级吗？ ​