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在今天重新学习事件循环之后,对事件循环也有了新的认识,特此来分享一下
以前学习的导图
- 在w3c标准中,称之为Eventloop,即事件循环,在谷歌源码中称之为messageloop,即消息循环,然而二者其实指的是一样的。
- 在最开始学习事件循环时,将异步任务分为微宏任务。而现在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。
面试题
1、面试题:如何理解 JS 的异步?
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。
2、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
(for(;;)
),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。
3、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:
- 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
- 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
下面开始从浏览器部分开始介绍事件循环
浏览器进程
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。
学习事件循环我们需要了解到的就是谷歌浏览器的 浏览器进程
、网络进程
、渲染进程
这三个进程
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(最忙的一个线程)
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,以保证不同的标签页之间不相互影响。
将来该默认模式可能会有所改变,可参见chrome官方说明文档
浏览器渲染线程工作流程
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
- ……
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
此处的线程指的是浏览器的其他的线程
异步任务优先级
任务没有优先级,在消息队列中先进先出
但消息队列是有优先级的
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#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(异步任务
):
- 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
总结
浏览器在执行代码时渲染主线程时会先以代码的顺序进行判断,如果是异步任务就会将其放入至指定的队列中,如果是同步任务就会立即执行。当同步任务执行完毕之后,浏览器就会根据队列(微队列、交互队列、延时队列)
的优先级将队列里的任务放置入全局队列(也就是同步任务执行的队列)执行任务。
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