一. 事件循环

1. 浏览器主要进程

  • 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， 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，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 标签⻚之间不相互影响

2. 渲染主线程

  • 主要任务

    解析HTML
    解析CSS
    计算样式
    布局
    处理图层
    每秒把页面刷新60次
    执行全局JS代码
    执行事件处理函数
    执行计时器回调函数

  • 为什么渲染进程不用多线程处理这些任务

    虽然现在所有的计算机都拥有多核CPU，但是渲染进程通常只使用单线程来处理任务。因为如果使用多线程会带来一些问题，包括但不限于以下几点：
    多线程竞争：如果先渲染过程中，多个线程同时修改同一个数据，就会发生竞争条件，导致数据不一致或者程序崩溃。在渲染进程中，有很多操作是需要修改DOM树、样式表等。这些操作如果使用多线程就会导致竞争条件。
    多线程通信：多个线程之间需要共享数据或者通信，这需要额外的开销和复杂性，容易导死锁和性能问题。在渲染进程中，多个线程需要共享的数据非常多，例如DOM树、样式表、事件等，这些数据的共享和通信非常复杂。
    多线程调度：多个线程的执行顺序需要调度，这需要额外的开销和复杂性，容易导致死锁和性能问题。在渲染进程中，多个线程的执行顺序需要调度，例如渲染线程需要等待布局线程和合成线程的数据才能开始工作，这些调度会导致性能下降。
    所以，渲染进程不适用多个线程来处理任务，为了避免竞争条件、通信复杂性和调度开销等问题。相反，渲染进程采用单线程模型，通过事件循环机制来协调异步任务和同步任务的执行顺序，从而提高性能和稳定性。同时，为了充分利用多核CPU，现代浏览器会采用多进程模型。将渲染进程和其他进程分开，通过IPC通信机制来共享数据和调度任务，从而实现更高效的浏览器运行。

  • 如何调度任务 这个过程，被称之为事件循环（消息循环）

    最开始，渲染主线程会进入一个无限循环

    在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。

    总结： 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，而其它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，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，不同任务可以有不同的任务队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，有浏览器决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列，微队列的任务必须具有最高优先级，必须优先调度执行。
    例：微任务 Promise.resolve().then(fn) 用户交互任务 网络任务

  • 当遇到一个计时任务时，会立即开启一个计时线程，然后紧接着执行消息队列的下一个任务，当计时器结束后将回调函数放入消息队列末尾，依次排序进入渲染主线程中。

  • 如何理解JS的异步？

    JavaScript是一门单线程的语言，因为他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任务，如渲染页面、执行JS都在其中运行。

    如果使用同步的方式，就既有可能导致主线程产生阻塞，从而导致消息队列中很多其他任务无法得到执行。一方面导致繁忙的主线程白白消耗时间，另一方面导致页面无法及时更新，给用户造成页面卡死现象。

    所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法时当某些任务发生时，比如计时器、网络、事件监听。主线程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，等到主线程调度执行。

    在这种异步模式下，浏览器用不阻塞，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？

    <h1>Zkiki hello world!</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 = 'Zkiki 你好世界！';
    delay(3000);
  };
</script>

    用户点击btn按钮事件，执行了onclick事件，首先执行更改了h1的内容，然后执行delay函数，进入死循环3秒，此三秒由于JavaScript是单线程，所以无法执行其他任务(渲染页面)，等待3秒后，onclick方法全部执行完成，h1的内容才会在页面上更新。

  • 那么任务会有优先级吗？

    任务没有优先级，在消息队列中先进先出 但是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HTML Standard 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 的主要方式主要使用的是Promise、MutationObserver 

  • JS 单线程 事件循环 异步的关系

    单线程是异步产生的原因
    事件循环是异步的实现方式

  • 为什么JS中计时器做不到到精确计时

    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执行，因此带来误差 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4ms的最少时间，在计时时间少于4ms时，带来变差
    操作系统的计时函数本身就有少量偏差 计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时

  • 代码示例

    setTimeout(function () {
  console.log(1);
}, 0);

Promise.resolve().then(function () {
  console.log(2);
});

console.log(3);
/* 首先按照顺序执行setTimeout会加入到延时队列，
Promise执行会加入到微队列，
然后执行输入3，
接着按照消息队列的优先级依次输入2和1 */

    function a() {
  console.log(1);
  Promise.resolve().then(function () {
    console.log(2);
  });
}
setTimeout(function () {
  console.log(3);
}, 0);

Promise.resolve().then(a);

console.log(5);
/* 首先按照顺序执行setTimeout加入延时队列，
Promise执行会加入到微队列，然后执行输入5，
接着执行为队列中a函数，输出a函数的1，
再接着执行a函数中的Promise加入到为队列输出2，
最后执行延时队列输出3
 */

    <body>
    <button id="begin">开始</button>
    <button id="interaction">添加交互任务</button>
    <script>
      // 死循环指定的时间
      function delay(duration) {
        var start = Date.now();
        while (Date.now() - start < duration) {}
      }

      function addDelay() {
        console.log('添加延时队列');
        setTimeout(() => {
          console.log('延时队列执行');
        }, 100);
        delay(2000);
      }

      function addInteraction() {
        console.log('添加交互队列');
        interaction.onclick = function () {
          console.log('交互队列执行');
        };
        delay(2000);
      }

      begin.onclick = function () {
        addDelay();
        addInteraction();
        console.log('===========');
      };
    </script>
  </body>
<!-- 输出
    添加延时队列
    添加交互队列
    ===========
    延时队列执行
    交互队列执行 -->
<!-- 流程
    点击开始，立马执行1，然后4进入延时队列
    同时“添加交互任务按钮无法点击”
    等待两秒死循环后，输出2，3
    然后执行延时队列输出4
    最后可以点击第二个按钮，输出5-->