填坑之路

# 事件循环

为什么要有事件循环

javascript的一个特点就是单线程，但是很多时候我们仍然需要在不同的时间去执行不同的任务，例如给元素添加点击事件，设置一个定时器，或者发起Ajax请求。因此需要一个异步机制

大部分语言支持多线程执行，JS拥有最简单的并发模型---JS使用单线程的“事件循环”来处理多个任务的执行，它是非抢断的。

为什么JS是单线程

JS的单线程，与它的用途有关。作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？

还有人说js还有Worker线程，对的，为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程是完 全受主线程控制的，而且不得操作DOM 所以，这个标准并没有改变JavaScript是单线程的本质

事件循环

每一个JavaScript程序都拥有唯一的事件循环，大多数代码的执行顺序是可以根据函数调用栈的规则执行的，而setTimeout/setInterval或者不同的事件绑定中的代码，则通过事件循环机制的队列来执行。

setTimeout为任务源，或者任务分发器，由它们将不同的任务分发到不同的任务队列中去。每一个任务都有对应的任务队列。

简述：

从script(整体代码)开始第一次循环。之后全局上下文进入函数调用栈。直到调用栈清空(只剩全局)，然后执行所有的微任务。微任务执行完后,就完成了第一次循环. 循环再次从宏任务队列开始，执行一个宏任务执行完毕，然后再执行产生的所有微任务，这样一直循环下去。

过程：

  1. script 作为第一个宏任务开始第一次循环，解析代码过程中，拆分出同步任务、异步任务。
  2. 同步任务进入执行栈中依次执行。
  3. 异步任务会分为宏任务和微任务，进入不同事件表
  4. 宏任务进入到Event Table中，并在里面注册回调函数，每当事件完成时，Event Table将这个回调函数移到事件队列中；微任务会进入另外一个Event Table中，过程类似，是不同的队列
  5. 当执行栈清空时，会检查微任务的队列，有则执行；无则入栈执行宏任务队列中的宏任务；一个宏任务执行完毕后，再清空产生的所有微任务。
  6. 上述过程重复，就是Event Loop
  7. 宏任务 -> 微任务 -> GUI渲染 -> 宏任务 -> ...

宏任务

macro-task大概包括：script(整体代码), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。

微任务

micro-task大概包括: Promise, process.nextTick, MutationObserver(html5新特性), Object.observe(已废弃)

注意点

  • 事件循环的顺序，决定了JavaScript代码的执行顺序。
  • 多个定时器宏任务，按照定时器延迟时间进行排序
  • 来自不同任务源的任务会进入到不同的任务队列。其中setTimeout与setInterval是同源的
  • setTimeout/Promise等我们称之为任务源。而进入任务队列的是他们指定的具体执行任务。

进程和线程的区别

进程是操作系统分配资源的最小单位，线程是程序执行的最小单位 一个进程由一个或多个线程组成，线程可以理解为是一个进程中代码的不同执行路线

进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号) 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多

多进程和多线程

多进程：多进程指的是在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态。多进程带来的好处是明显的，比如大家可以在网易云听歌的同时打开编辑器敲代码，编辑器和网易云的进程之间不会相互干扰

多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务

浏览器是多进程的

一个Tab就是一个进程，使用chrome打开很多标签不关，电脑会很卡，耗cpu

  • Browser进程
    • 浏览器的主进程（负责协调、主控），该进程只有一个
    • 负责浏览器界面显示，与用户交互。前进、后退。
    • 页面管理：创建和销毁其他进程
    • 将渲染进程得到的内存中的Bitmap(位图)，绘制到用户界面上
    • 网络资源的管理，下载等
  • 第三方插件进程：每种插件对应一个进程，使用插件时创建
  • GPU进程：用于3D绘制
  • ++渲染进程（重要）++
    • 即通常所说的浏览器内核(Renderer进程，内部是多线程)
    • 每个Tab页面都有一个渲染进程，互不影响
    • 要作用为页面渲染，脚本执行，事件处理等

为什么浏览器要多进程

假设浏览器是单进程，那么某个Tab页崩溃就影响整个浏览器，同理插件崩溃了也会影响整个浏览器。当然多进程还有其它的诸多优势，不过多阐述。

浏览器进程有很多，每个进程又有很多线程，都会占用内存 这也意味着内存等资源消耗会很大，有点拿空间换时间的意思。

简述渲染进程Renderer(重)

页面的渲染，JS的执行，事件的循环，都在渲染进程内执行，所以我们要重点了解渲染进程。

渲染进程是多线程的，我们来看渲染进程的一些常用较为主要的线程：

GUI渲染线程

  • 负责渲染浏览器界面，解析HTML，CSS，构建DOM树和RenderObject树，布局和绘制等
    • 解析html代码(HTML代码本质是字符串)转化为浏览器认识的节点，生成DOM树，也就是DOM Tree
    • 解析css，生成CSSOM(CSS规则树)
    • 把DOM Tree 和CSSOM结合，生成Rendering Tree(渲染树)
  • 当我们修改了一些元素的颜色或者背景色，页面就会重绘(Repaint)
  • 当我们修改元素的尺寸，页面就会回流(Reflow)
  • 当页面需要Repaing和Reflow时GUI线程执行，绘制页面
  • 回流(Reflow)比重绘(Repaint)的成本要高，我们要尽量避免Reflow和Repaint
  • GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的
    • 当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了)
    • GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行

JS引擎线程

  • JS引擎线程就是JS内核，负责处理Javascript脚本程序(例如V8引擎)
  • JS引擎线程负责解析Javascript脚本，运行代码
  • JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理
    • 浏览器同时只能有一个JS引擎线程在运行JS程序，所以js是单线程运行的
    • 一个Tab页(renderer进程)中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序
  • GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的，js引擎线程会阻塞GUI渲染线程
    • 就是我们常遇到的JS执行时间过长，造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞(就是加载慢)
    • 例如浏览器渲染的时候遇到script标签，就会停止GUI的渲染，然后js引擎线程开始工作，执行里面的js代码，等js执行完毕，js引擎线程停止工作，GUI继续渲染下面的内容。所以如果js执行时间太长就会造成页面卡顿的情况

事件触发线程

  • 属于浏览器而不是JS引擎，用来控制事件循环，并且管理着一个事件队列(task queue)
  • 当js执行碰到事件绑定和一些异步操作(如setTimeOut，也可来自浏览器内核的其他线程，如鼠标点击、AJAX异步请求等)，会走事件触发线程将对应的事件添加到对应的线程中(比如定时器操作，便把定时器事件添加到定时器线程)，等异步事件有了结果，便把他们的回调操作添加到事件队列，等待js引擎线程空闲时来处理。
  • 当对应的事件符合触发条件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理
  • 因为JS是单线程，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理

定时触发器线程

  • setInterval与setTimeout所在线程
  • 浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的(因为JavaScript引擎是单线程的，如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确)
  • 通过单独线程来计时并触发定时(计时完毕后，添加到事件触发线程的事件队列中，等待JS引擎空闲后执行)，这个线程就是定时触发器线程，也叫定时器线程
  • W3C在HTML标准中规定，规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms

异步http请求线程

  • 在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求
  • 将检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中再由JavaScript引擎执行
  • 简单说就是当执行到一个http异步请求时，就把异步请求事件添加到异步请求线程，等收到响应(准确来说应该是http状态变化)，再把回调函数添加到事件队列，等待js引擎线程来执行

附图理解

eventLoop1 eventLoop2 eventLoop3

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